美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY在(zai)半(ban)導體(ti)器(qi)件/微電子(zi)實(shi)驗室(shi)中應用(yong)

美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY在(zai)半(ban)導體(ti)器(qi)件/微電子(zi)實(shi)驗室(shi)中應用(yong)。半(ban)導體(ti)器(qi)件/微電子(zi)實(shi)驗室(shi)是現(xian)代電子(zi)工(gong)程教(jiao)育(yu)課(ke)程的壹(yi)個主要(yao)部(bu)分(fen)。分析和評估(gu)各種半(ban)導體(ti)器(qi)件，例如二極管(guan)、雙極晶體管(guan)和場(chang)效(xiao)應晶體(ti)管(guan)、無(wu)源(yuan)元(yuan)件乃至(zhi)集(ji)成電路(lu)器(qi)件，zui常見(jian)的電特(te)性分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)是：

MOSFET 的(de)典(dian)型(xing) I-V 圖(tu)
1.電流(liu)與電壓(ya) （I-V） 測試(shi)顯示了流(liu)過(guo)的直流(liu)電流(liu)和電子(zi)器(qi)件以及器件兩端(duan)直流(liu)電壓(ya)之間的(de)關(guan)系。
   
典型 C-V 測線圖(tu)
2.電容(rong)與電壓(ya) （C-V） 測試(shi)用(yong)於分析(xi)半(ban)導體(ti)材料(liao)和結構(gou)參(can)數，例如表面(mian)俘(fu)獲電荷密(mi)度(du)、固定(ding)電荷和氧(yang)化層(ceng)電荷。

測(ce)量(liang)範例
 
1. MOS 電容(rong)器
C-V 曲線 （高(gao)頻：100kHz）：
摻雜(za)類(lei)型 – 氧(yang)化層(ceng)厚度(du) – 平(ping)帶電壓(ya) – 閾值電壓(ya) – 襯底(di)摻雜(za) – zui大(da)耗盡層(ceng)寬度(du) – 反型層(ceng)到平(ping)衡(heng)的(de)靈(ling)敏度：電壓(ya)掃描(miao)率(lv)和方向(xiang) – 光(guang)效(xiao)應和溫度效(xiao)應。

I-V 曲線分(fen)析(xi)：
電荷建(jian)立(li) （測量(liang)電壓(ya) - 時間圖(tu)，用(yong)低電流(liu)源(yuan)）； 氧(yang)化層(ceng)電容(rong)測定(ding)； 與 C-V 曲線比(bi)較(jiao)。

C-V 曲線 （準(zhun)靜(jing)態(tai)） 結(jie)合 C-V 曲線：
表面(mian)電位 Ψs 與施(shi)加(jia)電壓(ya)的關(guan)系 – Si （100） 的表面(mian)態(tai)密(mi)度 Dit = f （Ψs） 與 Si （111） 的(de)相(xiang)比(bi)：方(fang)向(xiang)和後處(chu)理退火(huo)的影(ying)響(xiang)。

C-V 曲線 （高(gao)頻：100kHz）：
移(yi)動氧(yang)化層(ceng)電荷密(mi)度(du) （偏壓(ya)溫度應力：200°C，10 分(fen)鐘，±10V）
 
2. 雙極結型晶(jing)體管(guan)
   正(zheng)向(xiang)共(gong)發射(she)極輸(shu)出特性(xing)：Ic = f （Vce>0,Ib）, Iceo （f） 測量(liang)。
   正(zheng)向(xiang) CE 輸(shu)入(ru)特性(xing)：Ib = f （Vbe） 對(dui)於幾(ji)個 Vce 正(zheng)值(zhi)。
   正(zheng)向(xiang) Gummel 曲線： log Ic, log Ib = f（Vbe >0）.
   確定(ding)增益 βf = Ic/Ib 和 af。
   Βf 與 log（Ic） 的(de)關(guan)系： 低註(zhu)入(ru)和高(gao)註(zhu)入(ru)的效(xiao)果(guo)。
   非(fei)理想特(te)性：爾(er)利電壓(ya)。
   反向(xiang) CE 輸(shu)出特性(xing)： Ic=f（Vce<0,Ib）, Iceo（r）.
   反向(xiang) CE 傳輸(shu)特(te)性：Ib=f（Vbe） 對(dui)於幾(ji)個Vce負值。
   反向(xiang) Gummel 曲線： logIe, logIb=f（Vbc>0）.
   確定(ding)增益 βr = Ie/Ib 和 ar。
   Βr 與 log（Ie） 的(de)關(guan)系： 低註(zhu)入(ru)和高(gao)註(zhu)入(ru)的效(xiao)果(guo)。
   Vce（sat） = Vbe（on） – Vbc（on） 確定(ding)，對(dui)於給定(ding)的 Ib 電流(liu)。
   Ebers Moll 模(mo)型(xing)構(gou)建並(bing)且(qie)與實(shi)驗做比(bi)較(jiao)。
   BE 和 CE 結的 C-V 特性(xing)分(fen)析(xi)。基區(qu)摻雜(za)濃縮。
 
3. 亞(ya)微米(mi)集(ji)成 MOSFET
輸(shu)出特性(xing)：IDS = f（VDS,VGS）:
p型 MOSFET （增強或耗盡(jin)），溝(gou)道長(chang)度(du)調(tiao)制參(can)數（λ） 在(zai)飽(bao)和區域(yu) （VDS<–3V） 有(you)效(xiao)溝(gou)道長(chang)度(du)與 VDS 的(de)關(guan)系。
傳輸(shu)特(te)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.
襯底(di)偏(pian)壓(ya)特性：
IDS = f（VGS,VBS>0）, determination of the γ factor in the linear region （VDS = –0.1V）. Doping concentration substrate.
亞(ya)閾值特(te)性(xing)：
log （IDS） = f（VGS） for several high VDS values: Drain Induced Barrier Lowering （VT shift） effect.
襯底(di)電流(liu)特(te)性(xing)：
log （Ibs） = f（VGS） for several high VDS values: Hot carrier injection effects. Incidence on output characteristics at high drain levels.
使(shi)用(yong)長溝(gou)道和短溝(gou)道公(gong)式的(de)輸(shu)出特性(xing)模型(xing)：比(bi)較(jiao)實驗結果(guo)。

半(ban)導體(ti)器(qi)件實驗室(shi)的(de)核(he)心是參(can)數分(fen)析(xi)儀(yi)。美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY4200-SCS 結(jie)合了 美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY4200-CVU 的(de)集(ji)成選(xuan)件，能讓(rang)半(ban)導體(ti)測(ce)試(shi)用(yong)戶靈(ling)活(huo)地創建集(ji)成了 DC、脈沖和 C-V 測試(shi)功(gong)能的(de)方(fang)案(an)。美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY4200-SCS半(ban)導體(ti)特(te)性(xing)分析系(xi)統能進(jin)行實驗室(shi)級的直流(liu)和脈沖器(qi)件特性(xing)分(fen)析、實時繪制(zhi)以及高(gao)精密和亞飛(fei)安(an)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)分析。

美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY2600系(xi)列(lie)或(huo)美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY2400系(xi)列(lie)源(yuan)表，可(ke)免費下(xia)載的(de) LabTracer® 2.0 軟件允許用(yong)戶快(kuai)速(su)、簡單(dan)地(di)配(pei)置(zhi)和控(kong)制多(duo)達(da)8條(tiao)的(de)通(tong)道用(yong)於曲線追蹤或(huo)器(qi)件特性(xing)分(fen)析，具有(you)簡單(dan)的圖(tu)形用(yong)戶接口用(yong)於設(she)置(zhi)、控(kong)制、數據采集(ji)和繪制(zhi)數字源(yuan)表的(de) DUT 數據。

美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY6220直流(liu)電流(liu)恒流(liu)源(yuan) 或(huo) 美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY6221交(jiao)流(liu)電流(liu)直流(liu)電流(liu)恒流(liu)源(yuan)的(de)低電流(liu) DC 源(yuan)能力(li)以(yi)及美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY2182A納(na)伏(fu)表的(de)低壓測量精度，吉(ji)時利的(de) delta 模(mo)式 （電流(liu)反轉極性） 電阻(zu)測量(liang)功(gong)能非(fei)常適合於低阻(zu)測量(liang) （低至(zhi) 10 nΩ） 適於分析(xi)導(dao)通(tong)電阻(zu)參(can)數、互(hu)連和低功(gong)率(lv)半(ban)導體(ti)。因(yin)為當(dang)設(she)計和試(shi)驗低電阻(zu)、低功(gong)耗(hao)半(ban)導體(ti)器(qi)時，管(guan)理電源(yuan)對(dui)於防(fang)止(zhi)器件損壞(huai)而言(yan)至(zhi)關(guan)重要(yao)。分(fen)析(xi)現(xian)代材料(liao)、半(ban)導體(ti)和納(na)米(mi)電子(zi)元(yuan)件的電阻(zu)需要(yao)輸(shu)出極低電流(liu)和測量極低電壓(ya)的能力(li)。

納(na)米(mi)電子(zi)研究(jiu)人(ren)員(yuan)、半(ban)導體(ti)器(qi)件研究(jiu)人(ren)員(yuan)、射(she)頻(pin)器(qi)件設(she)計工(gong)程(cheng)師(shi)和教育工作(zuo)者(zhe)等用(yong)戶適(shi)合使(shi)用(yong)美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY3400 系(xi)列(lie)脈(mai)沖/碼(ma)型(xing)發生器(qi)具有(you)碼(ma)型(xing)發生和全(quan)面(mian)控(kong)制脈(mai)沖幅度、上(shang)升時間、下(xia)降(jiang)時間、寬(kuan)度(du)和占空(kong)比(bi)等各種脈沖參(can)數。

美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY2400數字源(yuan)表 SourceMeter®儀(yi)器(qi)和 美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY2600數字源(yuan)表在(zai)壹(yi)臺儀(yi)器(qi)中集(ji)成了精密電源(yuan)、真電流(liu)源(yuan)和 DMM 等多(duo)種測試(shi)功(gong)能，美國(guo)吉(ji)時利KEITHLEY2600 系(xi)列(lie)還包(bao)含任意波形發生器(qi)、帶測(ce)量功(gong)能的(de)電壓(ya)或電流(liu)脈(mai)沖發生器(qi)、電子(zi)負載和觸(chu)發控(kong)制器(qi)。能夠(gou)簡單、快(kuai)速(su)地測(ce)量(liang)二極管(guan)、晶體管(guan)、運(yun)放等有(you)源器(qi)件和的半(ban)導體(ti)器(qi)件結構(gou)。