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mos分立器件测试方案iv+cv电性能分析仪

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产品介绍

MOSFET(金属—氧化物半导体场效应晶体管)是一种利用电场效应来控制其电流大小的常见半导体    器 件,可 以 广 泛 应 用 在 模 拟 电 路 和 数 字 电 路 当 中 。  MOSFET可以由硅制作,也可以由石墨烯,碳纳米管等材料制作,是材料及器件研究的热点。主要参数有输入/输出特性曲线、阈值电压 VGS(th)、漏电流IGSS、   IDSS,击穿电压VDSS、低频互导gm、输出电阻RDS等。



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受器件结构本身的影响,在实验室科研工作者或者测试工程师常见会碰到以下测试难题:


(1)由于MOSFET是多端口器件,所以需要多个测    量模块协同测试,而且MOSFET动态电流范围大,测试时需要量程范围广,测量模块的量程需要可以自动切换;


(2)栅氧的漏电与栅氧质量关系极大,漏电增加到一定程度即可构成击穿,导致器件失效,因此MOSFET的漏电流越小越好,需要高精度的设备进行测试;


(3)随着MOSFET特征尺寸越来越小,功率越来越大,自加热效应成为影响其可靠性的重要因素,而脉冲测试可以减少自加热效应,利用脉冲模式进行MOSFET的I-V测试可以准确评估、表征其特性;


(4)MOSFET的电容测试非常重要,且与其在高频应用有密切关系。不同频率下C-V曲线不同,需要进行多频率、多电压下的C-V测试,表征MOSFET的电容特性。



使用普赛斯S系列高精度数字源表、P系列高精度台式脉冲源表对MOSFET常见参数进行测试。



输入/输出特性测试


   MOSFET是用栅电压控制源漏电流的器件,在某一固定漏源电压下,可测得一条IDs~VGs关系曲线,对应一组阶梯漏源电压可测得一簇直流输入特性曲线。 MOSFET在某一固定的栅源电压下所得IDS~VDS关系即为直流输出特性,对应一组阶梯栅源电压可测  得一簇输出特性曲线。 根据应用场景的不同,MOSFET器件的功率规格   也不一致。针对1A以下的MOSFET器件,推荐2台S系  列源表搭建测试方案,Z大电压300V,Z大电流1A,最小电流100pA,可以满足小功率MOSFET测试的需求。


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   针对Z大电流为1A~10A的MOSFET功率器件,推荐采用2台P系列脉冲源表搭建测试方案,其Z大电压300V,Z大电流10A。


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   针对Z大电流为10A~100A的MOSFET功率器件,推荐采用P系列脉冲源表+HCP搭建测试方案,Z大电流高达100A。


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阈值电压VGS(th)


    VGS(th)是指栅源电压能使漏极开始有电流的VGS值;测试仪表推荐S系列源表。




漏电流测试


  GSS(栅源漏电流)是指在特定的栅源电压情况下流过栅极的漏电流;IDSS(零栅压漏极电流)是指在当VGS=0时,在指定的VDS下的DS之间漏电流,测试时推荐使用一台普赛斯S系列或P系列源表;




耐压测试


  VDSS(漏源击穿电压):是指在VGS=0的条件下,增加漏源电压过程中使ID开始剧增时的VDS值;根据器件的规格不同,其耐压指标也不一致,测试所需的仪表也不同,击穿电压在300V以下推荐使用S系列台式源表或P系列脉冲源表,其Z大电压300V,击穿电压在300V以上的器件推荐使用E系列,Z大电压3500V。


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C-V测试


  C-V测量常用于定期监控集成电路的制造工艺,通过测量MOS电容高频和低频时的C-V曲线,可以得到栅氧化层厚度tox、氧化层电荷和界面态密度Dit、平带  电压Vfb、硅衬底中的掺杂浓度等参数。分别测试Ciss(输入电容)、Coss(输出电容)以及Crss(反向传输电容)。

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