[发明专利]测量金属氧化物半导体组件的本征电容的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量金属氧化物半导体组件的本征电容的方法，且特别涉及一种可测量短沟道(short channel)的金属氧化物半导体组件的本征电容的方法。

背景技术

在诸如射频、模拟或数字混合电路里，金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)组件的电容模型分析其准确与否对于电路设计者非常重要。如一般的MOS场效应晶体管中，即可区分出重迭电容(overlap capacitances)、结电容(junction capacitances)以及本征电容(intrinsic capacitances)等等。

请参照图1，其示出了MOS场效应晶体管的小信号等效电路图。如图1所示，MOS场效应晶体管100中，各端点如栅极G的电荷量QG均会受到其它端点偏压如VD的变化影响，之间的对应变化关系即能以本征电容的定义表示：Cxy=-∂Qx∂Vy,]]>且x≠y，而Cxx=∂Qx∂Vx,]]>其中，x及y可为D、G、S或B。

亦即，例如对应于栅极G与漏极D之间的本征电容CGD反应了漏极D的偏压VD对栅极G的电荷量QG的影响。然而，本征电容为非线性，如CGD仍会受到VD的影响，所以一般难以作精确的测量甚而做进一步的模型分析。传统上，如利用LCR meter搭配适当的控制软件，亦仅能对长沟道(long channel)的MOS组件的本征电容CGx作测量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种测量金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)组件的本征电容的方法。以本发明的方法，藉由一般的电容测量电路(如电荷型电容测量电路架构)即可有效测量即使为短信道的MOS组件其在各端点的偏压下的各本征电容大小。

根据本发明的目的，提出一种测量金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)组件的本征电容的方法。MOS组件包括第一端、第二端、第三端以及第四端，且第一端耦接至电容测量电路。首先，提供第一输入信号至第二端，并将第三端及第四端接地。接着，利用电容测量电路将第一端充电至一操作电压，并测量充电至操作电压所需的第一电流大小。然后，提供第二输入信号至第二端，并将第三端及第四端接地，同样测量第一端充电至操作电压所需的第二电流大小，且第一输入信号及第二输入信号具有相同的低电平以及不同的高电平。最后，根据第一电流大小、第二电流大小以及第一输入信号与第二输入信号的高电平的差值，以决定对应于第一端及第二端之间的本征电容。

根据本发明的目的，提出一种测量金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)组件的本征电容的方法。MOS组件包括第一端、第二端、第三端以及第四端，且第一端耦接至电容测量电路。首先，提供第一输入信号至第二端，并将第三端及第四端接地。接着，利用电容测量电路将第一端充电至一操作电压，并测量充电至操作电压所需的第一电流大小。然后，提供第二输入信号至第二端，并耦接第三端及第四端至一第一电压，同样测量第一端充电至操作电压所需的第二电流大小。第一输入信号及第二输入信号具有相同的低电平以及不同的高电平，第一输入信号与第二输入信号的高电平的差值等于第一电压的大小。最后，根据第一电流大小、第二电流大小以及该第一电压的大小，以决定对应第一端的本征电容。为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明