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高電圧半導体CV特性測定器 TECHMIZE TH51Xシリーズ

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高電圧半導体CV特性測定器 TECHMIZE TH51Xシリーズ

MOSキャパシタ（MOS Capacitor）とは

～金属‐酸化膜‐半導体構造を持つ基本的なC–V測定用デバイス～

■ 定義

**MOSキャパシタ（MOS Capacitor）**とは、**金属（Metal）–酸化膜（Oxide）–半導体（Semiconductor）**の三層構造からなる半導体デバイスであり、MOSトランジスタの基本構造の一部にあたります。
この構造を利用して、しきい値電圧（Vth）、酸化膜容量（Cox）、ドーピング分布、界面準位密度（Dit）などの重要な電気的特性を評価するためのC–V測定に広く用いられています。

■ 構造図（概念）

css
金属電極（Alなど）
│
───────┐ ← 酸化膜（SiO₂など）
│
───────┘ ← 半導体基板（p型またはn型Si）

■ MOSキャパシタのC–V特性

MOS構造にDCバイアスを印加してC–V測定を行うと、以下の3つの領域に分かれた特有の容量変化曲線が得られます：

項目 内容
✅ 蓄積領域（Accumulation） 多数キャリアが酸化膜界面に集まり、最大容量（Cox）に近づく
✅ 空乏領域（Depletion） 少数キャリアが後退し、空乏層が形成され容量が減少
✅ 反転領域（Inversion） 反対型のキャリアが蓄積し、低周波では容量が再上昇（高周波では低いまま）

この曲線から、MOSキャパシタの物理パラメータが定量的に抽出されます。

■ 測定・評価される主なパラメータ

パラメータ 説明 応用
Cox（酸化膜容量） 酸化膜厚から導出可能 絶縁膜品質の評価
Vth（しきい値電圧） MOSFET動作の基準電圧 LSI設計最適化
Dit（界面準位密度） 酸化膜／半導体界面の欠陥レベル 信頼性・性能評価
ドーピング濃度分布 C–V勾配から逆算可能 拡散深さやプロファイル管理
誘電率評価 酸化膜の物理定数抽出 材料開発用途

■ 応用例・用途分野

分野 使用例
✅ 半導体製造プロセス評価 酸化膜形成条件の最適化
✅ パワーデバイス開発 IGBT/MOSFETの基礎電気特性測定
✅ 材料研究 新規絶縁膜や酸化膜の評価
✅ 大学・研究機関 キャリア輸送や界面現象の基礎研究
✅ 信頼性試験 熱・電気ストレスによる劣化評価

■ 測定時の注意点

項目 内容
✅ 測定周波数の選定 高周波（1MHz）と低周波（10kHz以下）で結果が異なる
✅ リーク電流の抑制 酸化膜のピンホールなどがあると正確な測定が困難
✅ プローブ接触の安定性 小面積MOSキャパシタは特に重要
✅ 試料保持と温度制御 温度依存性評価の際は厳密な制御が必要

■ まとめ

項目 内容
定義 金属–酸化膜–半導体の構造を持つ基本デバイス
役割 C–V測定による半導体・絶縁膜特性の定量評価
関連測定 Cox, Vth, Dit, ドーピング濃度、反転特性
測定機器 半導体CV特性測定器、LCRメーター、高精度C–V測定システム
利点 非破壊で微細構造の電気特性を可視化

T&Mコーポレーションでは、**MOSキャパシタの高精度なC–V測定に対応した測定器（例：TECHMIZE TH512）**をラインナップしています。
試料準備、測定アプリケーション、データ解析に関するご相談も承っております。お気軽にお問い合わせください。

 

 

 

 

 

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マルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器
主な特長
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SSA6000A Series Signal Analyzer

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・DANL: Less than -165 dBm/Hz
・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections.

・Coming soon

 

SNA6000A Series Vector Network Analyzer

Key Features
・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz
・Dynamic Range: 135 dB
・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz
・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm
・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc.
・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches.
・Coming soon

 

 

SEM　STS　SMC

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