首頁 / 吉時利大學教室 / 半導體元件實驗室
半導體元件實驗室
概述 量測範例 介紹ACS基礎版 測試方案
常用產品 相關資料 其它客戶類型

概述

半導體元件/微電子實驗室是現代電子工程教育課程的一個主要部份。它讓大學生有知識應用在元件物理學和VLSI課程學到的內容。在半導體元件實驗課程中,學生透過"自己動手"的經驗學習半導體微米/奈米製造技術、製程和電性特性分析。教育經驗包括熟悉製程設計、模擬和整合。當理解這些概念後,學生將能製造、分析和評估各種半導體元件,例如二極體、雙極/場效電晶體、被動元件和積體電路元件。

對於實驗室研究的所有半導體元件,最常見的特性分析方法是:
MOSFET的典型I-V圖 典型C-V測試圖
MOSFET的典型I-V圖
典型C-V測試圖
1.電流與電壓(I-V)測試顯示流過的直流電流和電子元件以及元件兩端直流電壓之間的關係。   2.電容與電壓(C-V)測試用於分析半導體材料和結構參數,例如介面捕獲電荷密度、固定電荷和氧化層電荷。
量測範例
半導體元件/微電子實驗室教學一般主題包括各種元件的製造和特性分析:
  1. MOS電容器
  主題
C-V曲線 (高頻:100kHz)
摻雜類型 - 氧化層厚度 - 平帶電壓 - 閥值電壓 - 基體摻雜 - 最大空乏區寬度 - 逆溫層到平衡的靈敏度: 電壓掃描率和方向 - 光和溫度效應
I-V曲線分析
電荷建立 (用低電流源量測電壓-時間圖)。計算氧化層電容。與C-V曲線比較。
C-V曲線 (準靜態)結合C-V曲線
表面電位Ψs與施加電壓的關係– Si (100)的表面狀態Dit = f(Ψs的相比:方向和後處理退火的影響。
C-V曲線 (高頻:100kHz)
移動氧化層電荷密度(偏置溫度應力:200°C,10分鐘,±10V)
  2.雙載子接面電晶體
  主題
   順向共射極輸出特性:
  Ic = f (Vce>0,Ib), Iceo (f)量测。
   順向CE輸入特性:
  Ib = f (Vbe) 對於幾個Vce正值。
   順向Gummel曲線: log Ic, log Ib = f(Vbe >0).
   計算增益βf = Ic/Ib 和 af
   Βf與log(Ic)的關係。 低注入和高注入的效果。
   非理想特性: 爾利電壓
   逆向CE輸出特性: Ic=f(Vce<0,Ib), Iceo(r).
   逆向CE傳輸特性:Ib=f(Vbe) 對於幾個Vce負值。
   逆向Gummel曲線: logIe, logIb=f(Vbc>0).
  計算增益 βr = Ie/Ib 和 ar
   Βr与log(Ie)的關係: 低注入和高注入的效果。
   Vce(sat) = Vbe(on) – Vbc(on) 計算,對於已知Ib電流。
   Ebers Moll模型建構並且與實驗做比較。
   BE和CE接面的C-V特性分析。基底摻雜濃度。
  3.次微米集成MOSFET
  主題
 輸出特性: IDS = f(VDS,VGS):
p型MOSFET (增強或空乏)的類型、通道長度調制參數(λ),在飽和區(VDS<–3V)有效通道長度與VDS的關係
傳輸特性:
IDS = f(VGS) and Transconductance gm = f(VGS) in the linear region (VDS = –0.1V): Determination of the threshold voltage VT and of the transconductance factor k. Derivation of the effective channel mobility μeff as function of VGS.
基底偏壓特性:
IDS = f(VGS,VBS>0), determination of the γ factor in the linear region (VDS = –0.1V). Doping concentration substrate.
次臨界電壓特性:
log (IDS) = f(VGS) for several high VDS values: Drain Induced Barrier Lowering (VT shift) effect.
基底電流特性:
log (Ibs) = f(VGS) for several high VDS values: Hot carrier injection effects. Incidence on output characteristics at high drain levels.
 使用長通道和短通道公式的輸出特性模型:
比較實驗結果

介紹ACS基礎版
ACS基礎版
ACS基礎版能讓工程學系學生在學習基礎電子元件過程中獲得最佳學習效果並且協助研究生加快下一代半導體或奈米元件的特性分析研究。當搭配一台或多台2600系列數位電源電錶時,ACS基礎版成為一強大且簡單易用的元件特性分析和曲線追踪工具。它具有完整的參數分析套件,能快速簡易地提供理解基本電子元件如何運作或是理解新型元件或材料電氣特種所需的測試結果。
獲取電子元件或封裝產品的某些數據 ACS基礎版能快速產生電子元件或封裝產品的一系列曲線
當您需要快速獲取電子元件或封裝產品的某些數據時,為ACS基礎版開發的導向型人機界面能像一般的FET曲線追踪測試那樣容易取得和執行您的測試。 與傳統模擬曲線跟踪軟體非常類似,ACS基礎版能快速產生電子元件或封裝產品的一系列曲線,而且能靈活、容易地對結果進行儲存、比對和相關性分析。
  主要特性和優點:
 
  • 首次量測時間短 - 安裝簡單、直覺式測試選擇精靈指引和內建測試程序。
  • 無需編寫程式 - ACS直覺式人機操作界面能快速簡化I-V測試、分析和結果的運作。
  • 最適合於元件測試、驗證和分析應用
  • 硬體靈活性 - 彈性地加入或移除設備以符合各別測試的需要
  • 現存應用庫 - 一組豐富的快速、易於取得的測試資料庫
  • 靈活模組化軟體架構便於擴展調整系統應用以符合新測試的需求
  • 免費可選離線軟體許可,能容易地在另一台PC上開發心的測試程序 - 無需占用正執行工作的系統
ACS基礎版特性和優點

了解更多内容!


測試方案
Model 4200-SCS 4200-CVU集成模組
半導體元件實驗室的核心是參數分析儀。簡單易用的Model 4200-SCS 半導體特性分析系統能進行實驗室級的直流和脈衝元件特性分析、即時繪圖及高精密和sub-femtoamp電流解析度分析。4200-SCS結合了 4200-CVU集成模組 現能能提供半導體測試用戶靈活地建立整合直流、脈衝和C-V測試功能的方案,所有功能都建於同樣省空間的機殼中和在一個整合測試環境中。

2400系列SourceMeter®仪器 2600系列數位電源電錶
為了簡單、快速地量測二極體、電晶體、運算放大器等主動元件和最新的半導體元件結構,體、運算放大器等主動元件和最新的半導體元件結構,吉時利的2400系列SourceMeter®仪器和2600系列數位電源電錶 在一台儀器中集成了精密電源、真電流源和多功能電錶等多種測試功能。2600系列還包含任意波形產生器、具量測功能的電壓或電流脈衝產生器、電子負載和觸發控制器。

Model 6220 或 6221 Model 2182A
當設計和實驗低電阻、低功率半導體元件時,管理電源對於防止損壞元件是非常重要的。分析現代材料、半導體和奈米電子元件的電阻需要輸出極低電流和量測極低電壓的能力。吉時利的delta模式(電流反轉極性)電阻量測功能結合了Model 62206221 的低電流直流源能力以及Model 2182A的低電壓量測精度,非常適合於分析導通電阻參數、連接器和低功率半導體的低電阻量測(低至10 nΩ)。
免費下載的LabTracer® 2.0軟體 3400系列脈衝/碼型企產生器
免費下載的LabTracer® 2.0軟體 可讓用戶快速、簡單地配置和控制多達8個2600系列或2400系列電源電錶通道用於曲線追踪或元件特性分析。它提供簡單的圖形人機使用界面用來設定、控制、數據擷取和繪圖自數位電源電錶量測到的DUT數據。當LabTracer與數位電源電錶結合使用時,就能為實驗室的用戶提供強大、易用和經濟的異於機箱型的另一方案。 3400系列脈衝/碼型企產生器 具有碼型產生和能控制脈衝振幅、上升/下降時間、寬度和工作週期等各種脈衝參數能力。因此非常適合奈米電子和半導體元件研究人員、射頻元件設計工程師和教育工作者的需要。
常用產品
點擊以下鏈結將直接帶您到每款產品的網頁,其中包含該產品的手冊、軟體和驅動程式的鏈結。
4200半導體特性分析系統
數位電源電錶
脈衝產生器
電流源/奈伏特錶
相關資料
瞭解更多內容
小手冊
半導體特性分析系統
 
數位電源電錶
產品介紹
 
脈衝/碼型產生
型號3400脈衝/碼型產生器
 
產品規格書
 
大學圖書館
手冊
白皮書
4200-SCS
 
電源電錶
 
電流源/奈伏特錶
應用文件
4200-SCS
 
數位電源電錶
 
脈衝產生器
 
電流源/奈伏特錶
 
線上研討會
 
其他客戶類型