一種雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】的半導(dǎo)體器件模擬與測(cè)試技術(shù)，公開了一種雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的測(cè)試方法，包括：步驟1：采用單柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的測(cè)試方法，將源極、漏極、第二柵極接地，在第一柵極上加偏置和交流信號(hào)，測(cè)出第一柵極對(duì)第一柵極的電容Cg1_g1，第一柵極對(duì)第二柵極的電容Cg1_g2；步驟2：將源極、漏極、第一柵極接地，在第二柵極上加偏置和交流小信號(hào)，測(cè)出第二柵極對(duì)第二柵極的電容Cg2_g2，第二柵極對(duì)第一柵極的電容Cg2_g1；步驟3：計(jì)算雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的總的柵電容Cg，Cg＝Cg1_g1+Cg1_g2+Cg2_g2+Cg2_g1。
【專利說明】一種雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的測(cè)試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】的半導(dǎo)體器件模擬與測(cè)試技術(shù)，特別是雙柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的模擬與測(cè)試。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，集成電路的集成度越來越高，尺寸越來越小。然而，當(dāng)器件尺寸接近或小于32納米時(shí)，由于器件的短溝道效應(yīng)，器件的閾值電壓隨器件的溝道長(zhǎng)度發(fā)生劇烈變化，因此，傳統(tǒng)的平面CMOS工藝技術(shù)發(fā)展到32納米及以下工藝節(jié)點(diǎn)遇到極大困難，這時(shí)，出現(xiàn)了立體的工藝技術(shù)，這些立體的工藝技術(shù)，包含有雙柵極或者三柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0003]采用單柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管的測(cè)試方法，將雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管的兩個(gè)柵極短接，可以測(cè)試雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電容，然而，當(dāng)雙柵極結(jié)構(gòu)的晶體管的兩個(gè)柵極分開，在雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管的兩個(gè)柵極分別加相同信號(hào)時(shí)，這時(shí)，需要用單極晶體管的測(cè)試方法來準(zhǔn)確測(cè)試雙柵極晶體管的電容。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種針對(duì)雙柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的準(zhǔn)確測(cè)試方法，該方法適用于雙柵極結(jié)構(gòu)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的兩個(gè)柵極分開，或者兩個(gè)柵極同時(shí)獨(dú)立的加相同的信號(hào)時(shí)，雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電容的準(zhǔn)確測(cè)試。
[0005]具體技術(shù)方案如下:
[0006]一種雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的測(cè)試方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1:采用單柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的測(cè)試方法，將源極3、漏極4、第二柵極6接地，在第一柵極5上加偏置和交流信號(hào),測(cè)出第一柵極5對(duì)第一柵極5的電容Cgl—gl,第一柵極5對(duì)源極3的電容Cgl s、第一柵極5對(duì)漏極4的電容為Cgl d、第一柵極5對(duì)第二柵極6的電容Cgl g2 ；
[0008]步驟2:將源極3、漏極4、第一柵極5接地，在第二柵極6上加偏置和交流信號(hào)，測(cè)出第二柵極6對(duì)第二柵極6的電容Cg2 g2、第二柵極6對(duì)源極3的電容Cg2 s、第二柵極6對(duì)漏極4的電容Cg2—d、第二柵極6對(duì)第一柵極5的電容Cg2—gl ；
[0009]步驟3:根本步驟I和步驟2的測(cè)量結(jié)果，計(jì)算雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的總的柵電容Cg，計(jì)算的公式如下:
[0010]Cg — Cglgl+Cglg2+Cg2_g2+Cg2_gl
[0011]優(yōu)選地，所述步驟I和步驟2中的交流信號(hào)為電壓為0.1毫伏，頻率為I兆赫茲信號(hào)。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟I和步驟2中所述偏置為電壓從-1伏掃到I伏，步長(zhǎng)為0.05伏。
[0013]下面，對(duì)上述計(jì)算公式的論證，將圖1的雙柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管視為雙端口網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。
[0014]雙端口網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端口 1和端口 2分別連接第一柵極5和第二柵極6，源極3和漏極4接地。記雙端口網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納參數(shù)、電容參數(shù)以及電壓電流分別為，字母下標(biāo)數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的端口。
[0015]計(jì)算總電流I:
[0016]I = 1^12 =
[0017]當(dāng)兩端口加同樣的信號(hào)電壓V時(shí)，即4 = ^ = 乂2，此時(shí)，
[0018]1=(1+^+^+^)7^
[0019]計(jì)算總電容?:8:
[0020]08 = (1/^)取虛部/(0 = (^11+^21+^12+^22) ￠(￠￠￠/ 03 = (^11)03 + (^12) ￠(￠￠￠/ 03 + (^22)取虛部/。+ ('^21)取虛部/?！?0〇12十〇22十〇21
[0021]其中03為信號(hào)角頻率。將上面計(jì)算公式下標(biāo)對(duì)應(yīng)更改一下，即等同如下計(jì)算公式:
[0022]08 —〇81—81十〇81—82十〇82—82十〇82—81
[0023]在以上公式論證過程中，各符號(hào)分別表示為:
[0024]1:為端口 1的電流，12為端口 2的電流；
[0025]V！為端口 1的電壓，％為端口 2的電壓；
[0026]I為端口 1對(duì)端口 1的導(dǎo)納參數(shù)，112為端口 1對(duì)端口 2的導(dǎo)納參數(shù)，121為端口 2對(duì)端口 1的導(dǎo)納參數(shù)，\2為端口 2對(duì)端口 2的導(dǎo)納參數(shù)；
[0027]0:1為端口 1對(duì)端口 1的電容，012為端口 1對(duì)端口 2的電容，021為端口 2對(duì)端口 1的電容，022為端口 2對(duì)端口 2的電容；
[0028]0 ￠04?表示對(duì)括號(hào)里面的值取虛部的運(yùn)算。
[0029]采用本發(fā)明的獲得如下技術(shù)效果:
[0030]首先，本發(fā)明分兩步分別測(cè)試出雙柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的其中一個(gè)柵極對(duì)其它電極的電容，再通過計(jì)算得到準(zhǔn)確的雙柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的總的柵極電容。其次，本發(fā)明將雙柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管視為一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)，通過理論計(jì)算論證了該測(cè)試方法的正確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是雙柵極晶體管結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0032]圖2是將圖1的雙柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管視為雙端口網(wǎng)絡(luò)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面，結(jié)合具體附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0034]請(qǐng)參閱圖2，其是雙柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示標(biāo)出了晶體管的四個(gè)電極:源極3、漏極4、第一柵極5、第二柵極6。
[0035]此雙柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的總柵極電容測(cè)試過程如下:
[0036]測(cè)量第一柵極對(duì)自身和對(duì)第二柵極的電容過程:
[0037]第二柵極、源極、漏極接地(電壓為0^〉。
[0038]第一柵極加偏置(電壓從-1伏掃到1伏，步長(zhǎng)為0.05伏)以及交流信號(hào)(電壓為0.1毫伏，頻率為1兆赫茲)。測(cè)出第一柵極對(duì)第一柵極的電容和第一柵極對(duì)第二柵極的電容。
[0039]測(cè)量第二柵極對(duì)自身和對(duì)第一柵極的電容過程:
[0040]第一柵極、源極、漏極接地(電壓為0^〉。
[0041]第二柵極加偏置(電壓從-1伏掃到以及交流信號(hào)(電壓為0.1毫伏，頻率為1兆赫茲)。測(cè)出第二柵極對(duì)第二柵極的電容和第二柵極對(duì)第一柵極的電容。
[0042]求解總的柵極電容:
[0043]將上述測(cè)量出來的第一柵極對(duì)第一柵極的電容、第一柵極對(duì)第二柵極的電容、第二柵極對(duì)第二柵極的電容以及第二柵極對(duì)第一柵極的電容相加，即得到總的柵電容。
[0044]上面實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:采用單柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的測(cè)試方法，將源極(3)、漏極(4)、第二柵極(6)接地，在第一柵極(5)上加偏置和交流信號(hào)，測(cè)出第一柵極(5)對(duì)第一柵極(5)的電容Cgl—gl、第一柵極(5)對(duì)第二柵極(6)的電容Cgl—g2 ； 步驟2:將源極3、漏極4、第一柵極5接地，在第二柵極上加偏置和交流信號(hào)，測(cè)出第二柵極(6)對(duì)第二柵極(6)的電容Cg2—g2、第二柵極(6)對(duì)第一柵極(5)的電容Cg2—gl ； 步驟3:根本步驟I和步驟2的測(cè)量結(jié)果，計(jì)算雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的總的柵電容Cg，計(jì)算的公式如下:
Cg — Cgl—gl+Cgl—g2+Cg2—g2+Cg2—gl。
2.如權(quán)利要求1所述的雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的測(cè)試方法，其特征在于:所述步驟I和步驟2中所述交流信號(hào)是電壓為0.1毫伏，頻率為I兆赫茲信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的雙柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管電容的測(cè)試方法，其特征在于:所述步驟I和步驟2中所述偏置為電壓從-1伏掃到I伏,步長(zhǎng)為0.05伏。
【文檔編號(hào)】G01R27/26GK104407229SQ201410576896
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】李建成, 徐順強(qiáng), 李聰, 尚靖, 李文曉, 吳建飛, 曾祥華, 鄭黎明 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)