一種雙柵極場效應晶體管電容的測試方法
【專利摘要】本發明屬于半導體【技術領域】的半導體器件模擬與測試技術，公開了一種雙柵極場效應晶體管電容的測試方法，包括：步驟1：采用單柵極場效應晶體管電容的測試方法，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，測出第一柵極對第一柵極的電容Cg1_g1，第一柵極對第二柵極的電容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，測出第二柵極對第二柵極的電容Cg2_g2，第二柵極對第一柵極的電容Cg2_g1；步驟3：計算雙柵極場效應晶體管結構的總的柵電容Cg，Cg＝Cg1_g1+Cg1_g2+Cg2_g2+Cg2_g1。
【專利說明】一種雙柵極場效應晶體管電容的測試方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于半導體【技術領域】的半導體器件模擬與測試技術，特別是雙柵極結構的場效應晶體管電容的模擬與測試。
【背景技術】
[0002]隨著集成電路技術的發展，集成電路的集成度越來越高，尺寸越來越小。然而，當器件尺寸接近或小于32納米時，由于器件的短溝道效應，器件的閾值電壓隨器件的溝道長度發生劇烈變化，因此，傳統的平面CMOS工藝技術發展到32納米及以下工藝節點遇到極大困難，這時，出現了立體的工藝技術，這些立體的工藝技術，包含有雙柵極或者三柵極結構的場效應晶體管。
[0003]采用單柵極場效應晶體管的測試方法，將雙柵極場效應晶體管的兩個柵極短接，可以測試雙柵極場效應晶體管的電容，然而，當雙柵極結構的晶體管的兩個柵極分開，在雙柵極場效應晶體管的兩個柵極分別加相同信號時，這時，需要用單極晶體管的測試方法來準確測試雙柵極晶體管的電容。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種針對雙柵極結構的場效應晶體管電容的準確測試方法，該方法適用于雙柵極結構場效應晶體管的兩個柵極分開，或者兩個柵極同時獨立的加相同的信號時，雙柵極場效應晶體管的電容的準確測試。
[0005]具體技術方案如下:
[0006]一種雙柵極場效應晶體管電容的測試方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1:采用單柵極場效應晶體管電容的測試方法，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,測出第一柵極5對第一柵極5的電容Cgl—gl,第一柵極5對源極3的電容Cgl s、第一柵極5對漏極4的電容為Cgl d、第一柵極5對第二柵極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，測出第二柵極6對第二柵極6的電容Cg2 g2、第二柵極6對源極3的電容Cg2 s、第二柵極6對漏極4的電容Cg2—d、第二柵極6對第一柵極5的電容Cg2—gl ；
[0009]步驟3:根本步驟I和步驟2的測量結果，計算雙柵極場效應晶體管結構的總的柵電容Cg，計算的公式如下:
[0010]Cg — Cglgl+Cglg2+Cg2_g2+Cg2_gl
[0011]優選地，所述步驟I和步驟2中的交流信號為電壓為0.1毫伏，頻率為I兆赫茲信號。
[0012]優選地，所述步驟I和步驟2中所述偏置為電壓從-1伏掃到I伏，步長為0.05伏。
[0013]下面，對上述計算公式的論證，將圖1的雙柵極結構的場效應晶體管視為雙端口網絡，如圖2所示。
[0014]雙端口網絡的兩個端口 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。記雙端口網絡的導納參數、電容參數以及電壓電流分別為，字母下標數字表示對應的端口。
[0015]計算總電流I:
[0016]I = 1^12 =
[0017]當兩端口加同樣的信號電壓V時，即4 = ^ = 乂2，此時，
[0018]1=(1+^+^+^)7^
[0019]計算總電容?: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為信號角頻率。將上面計算公式下標對應更改一下，即等同如下計算公式:
[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對端口 1的導納參數，112為端口 1對端口 2的導納參數，121為端口 2對端口 1的導納參數，\2為端口 2對端口 2的導納參數；
[0027]0:1為端口 1對端口 1的電容，012為端口 1對端口 2的電容，021為端口 2對端口 1的電容，022為端口 2對端口 2的電容；
[0028]0 ￠04?表示對括號里面的值取虛部的運算。
[0029]采用本發明的獲得如下技術效果:
[0030]首先，本發明分兩步分別測試出雙柵極結構的場效應晶體管的其中一個柵極對其它電極的電容，再通過計算得到準確的雙柵極結構的場效應晶體管的總的柵極電容。其次，本發明將雙柵極結構的場效應晶體管視為一個雙端口網絡，通過理論計算論證了該測試方法的正確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1是雙柵極晶體管結構的示意圖；
[0032]圖2是將圖1的雙柵極結構的場效應晶體管視為雙端口網絡示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面，結合具體附圖和【具體實施方式】，對本發明作進一步說明。
[0034]請參閱圖2，其是雙柵極結構的場效應晶體管的結構示意圖。如圖所示標出了晶體管的四個電極:源極3、漏極4、第一柵極5、第二柵極6。
[0035]此雙柵極結構的場效應晶體管的總柵極電容測試過程如下:
[0036]測量第一柵極對自身和對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，步長為0.05伏)以及交流信號(電壓為0.1毫伏，頻率為1兆赫茲)。測出第一柵極對第一柵極的電容和第一柵極對第二柵極的電容。
[0039]測量第二柵極對自身和對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(電壓為0.1毫伏，頻率為1兆赫茲)。測出第二柵極對第二柵極的電容和第二柵極對第一柵極的電容。
[0042]求解總的柵極電容:
[0043]將上述測量出來的第一柵極對第一柵極的電容、第一柵極對第二柵極的電容、第二柵極對第二柵極的電容以及第二柵極對第一柵極的電容相加，即得到總的柵電容。
[0044]上面實施例和附圖對本發明進行了示例性的描述，顯然本發明的實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種雙柵極場效應晶體管電容的測試方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:采用單柵極場效應晶體管電容的測試方法，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，測出第一柵極(5)對第一柵極(5)的電容Cgl—gl、第一柵極(5)對第二柵極(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，測出第二柵極(6)對第二柵極(6)的電容Cg2—g2、第二柵極(6)對第一柵極(5)的電容Cg2—gl ； 步驟3:根本步驟I和步驟2的測量結果，計算雙柵極場效應晶體管結構的總的柵電容Cg，計算的公式如下:
Cg — Cgl—gl+Cgl—g2+Cg2—g2+Cg2—gl。
2.如權利要求1所述的雙柵極場效應晶體管電容的測試方法，其特征在于:所述步驟I和步驟2中所述交流信號是電壓為0.1毫伏，頻率為I兆赫茲信號。
3.如權利要求1所述的雙柵極場效應晶體管電容的測試方法，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,步長為0.05伏。
【文檔編號】G01R27/26GK104407229SQ201410576896
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】李建成, 徐順強, 李聰, 尚靖, 李文曉, 吳建飛, 曾祥華, 鄭黎明 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學