发明名称 场效电晶体的寄生电容萃取方法
摘要 本案为一种场效电晶体寄生电容量测萃取方法,其中该场效电晶体包括一源极、一汲极与一闸极。本案方法包括步骤:(a)于该闸极加上一可使该场效电晶体夹止的偏压,并将该源极与汲极接地,以形成一夹止冷场效电晶体;(b)量测在夹止与冷场效电晶体下的S参数;以及(c)以两种不同的第一与第二电容,分别代表在夹止冷场效电晶体下,一空乏区所产生的对称与不对称电容效应,其中该第一电容系代表该闸极至该汲极与该闸极至该源极之对称电容效应,而该第二电容则代表该汲极至该源极之电容效应,量测Y参数,并藉由一特定数值处理程序以得到该闸极寄生电容与该汲极寄生电容之关系,进而量测出该闸极寄生电容与该汲极寄生电容。
申请公布号 TW479307 申请公布日期 2002.03.11
申请号 TW089125818 申请日期 2000.12.04
申请人 赖永龄;许国华 台南市环福街二一六巷三弄二号 发明人 赖永龄;许国华
分类号 H01L21/66 主分类号 H01L21/66
代理机构 代理人 蔡清福 台北巿忠孝东路一段一七六号九楼
主权项 1.一种场效电晶体寄生电容量测萃取方法,其中该场效电晶体包括一源极、一汲极与一闸极,该方法包括步骤:(a)于该闸极加上一可使该场效电晶体夹上的偏压,并将该源极与汲极接地,以形成一夹止冷场效电晶体;(b)量测在夹止与冷场效电晶体下的S参数;以及(c)以两种不同的第一与第二电容,分别代表在夹止冷场效电晶体下一空乏区所产生的对称与不对称电容效应,其中该第一电容系代表该闸极至该汲极与该闸极至该源极之对称电容效应,而该第二电容则代表该汲极至该源级之电容效应,量测Y参数,并藉由一特定数値处理程序以得到该闸极寄生电容与该汲极寄生电容之关系,进而量测出该闸极寄生电容与该汲极之寄生电容。2.如申请专利范围第1项所述之场效电晶体寄生电容量测萃取方法,其中该步骤(c)之该特定数値处理程序包括步骤:(c1)系藉着所量测之Y参数虚部对频率作图,以找出其线性的关系,并且符合一特定之Y参数公式;(c2)再由Y参数虚部对频率作图,并与该特定之Y参数公式对照,在频率接近零时,可以由该特定之Y参数公式得到另一组Y参数公式;(c3)当频率趋近于无穷大时,由该线性关系与相似三角形原理可得到该闸极与汲极寄生电容间的一特殊关系式;以及(c4)再将此寄生电容间之特殊关系式代人该另一组Y参数公式中,即可求得该闸极与该汲极寄生电容效应数値。3.如申请专利范围第2项所述之场效电晶体寄生电容量测萃取方法,其中该特定之Y参数公式为其中,该Cpg与Cpd分别为闸极寄生电容、汲极寄生电容,而Aij,Bij,Cij,Dij,Eij,Fij与Gij,(i,j=1,2)为与元件参数有关的常数。4.如申请专利范围第2项所述之场效电晶体寄生电容量测萃取方法,其中该另一组Y参数公式为:其中,该Cpg、Cpd、Cb与Cc分别为闸极寄生电容、汲极寄生电容、该第一电容与该第二电容。5.如申请专利范围第2项所述之场效电晶体寄生电容量测萃取方法,其中该闸极与该汲极寄生电容间之该特殊关系式为:其中,C=A11/F11=A22/F22,而该Aij与Fij(i,j=1,2)为与元件参数有关的常数。6.如申请专利范围第1项所述之场效电晶体寄生电容量测萃取方法,其中该场效电晶体之结构可为任何材料与结构之金属半导体场效电晶体。7.如申请专利范围第1项所述之场效电晶体寄生电容量测萃取方法,其中该场效电晶体之材料与结构可为任何材料与结构之高电子迁移率电晶体。8.如申请专利范围第1项所述之场效电晶体寄生电容量测萃取方法,其中该场效电晶体之同上结构可为同上异质接面场致电晶体。9.如申请专利范围第1项所述之场效电晶体寄生电容量测萃取方法,其中该场效电晶体之基座材料可为砷化镓、磷化铟、氮化镓及其他化合物其中之一。10.如申请专利范围第1项所述之场效电晶体寄生电容萃取量测方法,其中该场效电晶体之基座材料可为n型场效电晶体或p型场效电晶体。11.如申请专利范围第1项所述之场效电晶体寄生电容萃取量测方法,其中该量测频率可为大于零之任何场效电晶体正常操作频率。12.如申请专利范围第1项所述之场效电晶体寄生电容萃取量测方法,其中该场效电晶体闸极尺寸可为次微米、深次微米或奈米。13.如申请专利范围第1项所述之场效电晶体寄生电容萃取量测方法,其中该夹止冷场效电晶体之闸极电压可为任何使场效电晶体发生正常夹止状态之偏压。14.如申请专利范围第1项所述之场效电晶体寄生电容萃取量测方法,其中该夹止冷场效电晶体S参数之量测工具可能为任何形状之网路分析仪及其他具S参数量测功能之仪器。15.如申请专利专利范围第1项所述之场效电晶体寄生电容萃取量测方法,其中该夹止冷场效电晶体之结构包括一欧姆接触层,一通道层,一掩埋层与一基座。16.一种建立场效电晶体等效电路的方法,其中该场效电晶体包括一源极、一汲极与一闸极,该方法包括步骤:(a)在该闸极加上一可使该场效电晶体夹上的偏压,并将该源极与汲极接地,以形成一夹止冷场效电晶体;(b)量测在夹止与冷场效电晶体下的S参数;以及(c)以两种不同的第一与第二电容,分别代表在夹止冷场效电晶体下一空乏区所产生的对称与不对称电容效应,其中该第一电容系代表该闸极至该汲极与该闸极至该源极之对称电容效应,而该第二电容则代表该汲极至该源级之电容效应,量测Y参数,并藉由一特定数値处理程序以得到该闸极寄生电容与该汲极寄生电容之关系,进而量测出该闸极寄生电容与该汲极之寄生电容;以及(d)以该量测出之该闸极与该汲极之寄生电容效应数値建立该场效电晶体等效电路模型。图式简单说明:第一图:系显示场效电晶体的小信号等效电路模型。第二图:系显示场效电晶体在夹止冷场效电晶体状况下的结构剖面图。第三图:系显示场效电晶体在夹止冷场效电晶体情况下之小信号等效电路模型等效电路。第四图:系显示为考虑场效电晶体闸极寄生电感与汲极寄生电感的Y参数量测资料,其中纵轴为Y参数虚部,横轴为频率。第五图:系显示为不考虑闸极寄生电感与汲极寄生电感的Y参数量测资料,其中纵轴为Y参数虚部,横轴为频率。第六图:系显示为不考虑闸极寄生电成与汲极寄生电感之场效电晶体小信号等效电路图。第七图:系显示为Im(Yij)/w(i,j=1,2)对频率的作图,其中所用的Y参数为量测S参数减去闸极与汲极寄生电感后所转出来的。第八图:系显示Im(Y22)/w对Im(Y11)/w作图之线性关系图。第九图:系显示相似三角形理论,以求得Cpg与Cpd之间的关系。第十图:系显示由萃取出的闸极寄生电容与波极寄生电容所建立之场效电晶体小信号等效电路模型的S参数图与场效电晶体之实际量测S参数图。
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