测量难题
如何测量容值极小的电容？
半导体电容一般是皮法(pF)级或纳法(nF)级。许多商用LCR或电容表可以使用适当的测量技术测量这些值，包括补偿技术。但是，某些应用要求飞法(fF) 或1e-15 级的非常灵敏的电容测量，包括测量金属到金属电容、晶圆上的互连电容、MEMS器件如开关、或者纳米器件上端子间的电容。
通过使用工具，如选配4215-CVU电容电压单元(CVU) 的Keithley 4200A-SCS参数分析仪，用户可以测量各种电容，包括<1 pF的超低电容值。CVU设计有独特的电路，通过Clarius+软件进行控制，支持多种特性和诊断工具，确保最精确的测量结果。通过使用这个CVU及适当的技术，用户可以实现超低电容测量，支持几十阿法(1e-18F)的噪声。
本篇应用指南介绍了怎样使用4215-CVU电容电压单元进行飞法电容测量，包括怎样进行正确的连接，怎样在Clarius软件中使用正确的测试设置来获得最好的测量结果。
连接器件
正确连接被测器件(DUT) 对进行灵敏的低电容测量至关重要。
为获得最好的测量结果，应只使用随机自带的红色SMA电缆把CVU连接到DUT。红色SMA电缆的特性阻抗是100Ω。并联的两条100Ω电缆的特性阻抗是50Ω，这是高频源测量应用的标准配置。随机自带的附件可以使用BNC或SMA连接连到测试夹具或探头。使用随机自带的扭矩扳手，紧固SMA电缆连接，确保接触良好。
上图显示了2线传感的CVU配置。HCUR和HPOT端子连接到BNC T形装置连接，构成CVH(HI)；LCUR和LPOT连接在一起，构成CVL*LO)。
上图是DUT 4线传感实例。在本例中，HCUR 和 HPOT 端子连接到器件的一端，LPOT 和 LCUR 端子 连接到器件的另一端。我们使用到器件的 4 线连接， 通过尽可能靠近器件测量电压，来简化灵敏的测量。
不管是2线传感还是4线传感，同轴电缆的外部屏蔽层必须尽可能近地连接到器件上，以使屏蔽层的环路面积达到最小。这降低了电感，有助于降低谐振效应，这种效应在1MHz以上的频率时可能会带来负担。
所有电缆要固定好，避免移动，因为在执行偏置测量和实际DUT 测量之间发生的任何移动，都可能会略微改变环路电感，影响补偿的数据。
在测量非常小的电容时，DUT屏蔽变得非常重要，以降低由于干扰引起的测量不确定度。干扰源可以是AC信号，甚至是物理移动。金属屏蔽层应封闭DUT，连接到同轴电缆的外壳上。
对低电容测量，最好使用4线传感，但如果电缆较短，并采用了补偿技术，使用2线传感也能实现最优测量。
