半导体器件综合参数测试
常用半导体器件测试范例
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《半导体器件》mos输出特性测试适实验
《半导体器件》mos输出特性测试适实验
一、实验目的
1.通过实验对mos管输出特性深入了解。
2.知道如何绘制mos管输出特性曲线。
二、实验仪器设备
1.一台计算机
2.测试设备：Agilent4155C阻抗分析仪
3.一个SD214n型增强型MOS管
三、测试参数设置
1.我们先讲器件选择为cmos，曲线选择输出特性曲线，按照图中将参数设置好。
2.得出mos管的输出特性曲线
四、器件测试结果
Mos管输出特性曲线
五、结果分析
1.Mos管萨之唐方程：
这是线性工作区的直流线性方程，当Vds很小时，Ids与Vds呈线性关系。
Vds稍大时，Ids上升变慢，特性曲线弯曲。
详解半导体器件C-V特性测试
详解半导体器件C-V特性测试交流 C-V 测试可以揭示材料的氧化层厚度，晶圆工艺的界面陷阱密度，掺杂浓度，掺杂分布以及载流子寿命等，通常使用交流 C-V 测试方式来评估新工艺，材料，器件以及电路的质量和可靠性等。
比如在 MOS 结构中， C-V 测试可以方便的确定二氧化硅层厚度 dox、衬底掺杂浓度 N、氧化层中可动电荷面密度Q1、和固定电荷面密度 Qfc 等参数。
C-V 测试要求测试设备满足宽频率范围的需求，同时连线简单，系统易于搭建，并具备系统补偿功能，以补偿系统寄生电容引入的误差。
进行 C-V 测量时，通常在电容两端施加直流偏压，同时利用一个交流信号进行测量。
一般这类测量中使用的交流信号频率在 10KHz 到 10MHz 之间。
所加载的直流偏压用作直流电压扫描，扫描过程中测试待测器件待测器件的交流电压和电流，从而计算出不同电压下的电容值。
在 CV 特性测试方案中，同时集成了美国吉时利公司源表（SMU）和合作伙伴针对 CV 测试设计的专用精密 LCR 分析仪。
源表 SMU 可以输出正负电压，电压输出分辨率高达 500nV。
同时配备的多款 LCR 表和 CT8001 直流偏置夹具，可以覆盖 100Hz~ 1MHz 频率和正负 200V 电压范围内的测试范围。
方案特点：★包含 C-V（电容–电压），C-T（电容–时间），C-F （电容–频率）等多项测试测试功能，C-V 测试最多同时支持测试四条不同频率下的曲线★测试和计算过程由软件自动执行，能够显示数据和曲线，节省时间★提供外置直流偏压盒，最高偏压支持到正负 200V，频率范围 100Hz –1MHz。
★支持使用吉时利 24XX/26XX 系列源表提供偏压测试功能：电压–电容扫描测试频率–电容扫描测试电容–时间扫描测试MOS 器件二氧化硅层厚度、衬底掺杂浓度等参数的计算原始数据图形化显示和保存MOS 电容的 C-V 特性测试方案系统结构：系统主要由源表、LCR 表、探针台和上位机软件组成。
半导体元器件的测试方法
半导体元器件的测试方法半导体元器件的测试方法是指对各类半导体器件(如晶体管、二极管、集成电路等)进行功能、可靠性和质量测试的方法。
这些测试方法可以得出元器件的参数、特性和性能信息，以确保元器件在正常使用条件下的可靠性和正确性。
以下是一些常见的半导体元器件测试方法:1.参数测试:参数测试是最常见的测试方法之一，通过测量元器件的输入、输出参数来确定元器件的性能和规格。
这些参数包括电流、电压、功率、频率等。
例如，对于晶体管，可以测试其基极电流、集电极电流和电压，以及放大倍数和射级、发射极电阻等。
2.静态和动态特性测试:静态和动态特性测试用于评估元器件的工作性能。
静态特性测试着重于元器件在不同输入条件下的直流响应，如电流-电压曲线、转移特性曲线等。
动态特性测试则是针对元器件在不同频率和工作条件下响应的测试，如开关速度、响应时间等。
3.可靠性测试:可靠性测试是评估元器件在不同环境条件下的可靠性和寿命的测试方法。
这些测试可以包括温度循环测试、热老化测试、高低温和高温湿热测试等。
这些测试旨在确定元器件在不同温度、湿度和应力下的长期可靠性。
4.敏感性和噪声测试:敏感性测试用于测量元器件对输入信号的灵敏度和响应范围。
噪声测试则是测量元器件噪声引入的测试，要求测试设备具有高信噪比和低噪声级。
这些测试可用于评估元器件的信噪比、动态范围和输入输出失真等。
5.故障分析和故障模拟测试:故障分析和故障模拟测试用于确保元器件的设计和制造质量。
故障分析可以通过使用不同的测试设备和方法对元器件进行故障定位和分析。
故障模拟测试是通过模拟特定故障条件来测试元器件的可靠性和性能。
6.高压和高频测试:对于一些高性能和高频率的半导体器件(如射频器件)，需要进行高压和高频测试。
这些测试用于评估器件在高频或高压工作条件下的性能和可靠性。
总之，对于半导体元器件的测试方法应根据元器件的类型、应用场景和需求进行选择。
这些测试方法可用于确定元器件的参数、特性和可靠性，并提供有关元器件质量和性能的关键信息，有助于提高元器件的性能和可靠性。
半导体基本测试原理
半导体基本测试原理半导体是一种具有特殊电学特性的材料，在电子、光电子和光电子技术等领域具有广泛的应用。
半导体器件的基本测试主要包括单个器件的电学测试、晶体管的参数测试以及集成电路的功能测试等。
本文将从半导体基本测试的原理、测试方法和测试仪器等方面进行详细介绍。
1.电学测试原理：半导体器件的电学测试主要是通过电压和电流的测量，来判断器件的电学性能。
常见的电学测试有阻抗测量、电流-电压特性测试等。
阻抗测量通常使用交流信号来测试器件的电阻、电感和电容等参数，可以通过测试不同频率下的阻抗来分析器件的频率响应特性。
2.晶体管参数测试原理：晶体管是半导体器件中最常见的器件之一，其参数测试主要包括DC参数测试和AC(交流)参数测试。
DC参数测试主要通过测试器件的电流增益、静态工作点等参数来分析和评估器件的直流工作性能。
AC参数测试主要通过测试器件在射频信号下的增益、带宽等参数来分析和评估其射频性能。
3.功能测试原理：集成电路是半导体器件的一种，其测试主要从功能方面进行。
功能测试主要分为逻辑测试和模拟测试两种。
逻辑测试主要测试器件的逻辑功能是否正常，比如输入输出的逻辑电平是否正确，数据传输是否正确等。
模拟测试主要测试器件的模拟电路部分，比如电压、电流、频率等参数是否在规定范围内。
二、半导体基本测试方法1.电学测试方法：常用的电学测试方法包括直流测试和交流测试。
直流测试主要通过对器件的电流和电压进行测量来分析器件的基本电学性能，如电流增益、电压饱和等。
交流测试主要通过在不同频率下测试器件的阻抗来分析器件的频率响应特性，一般使用网络分析仪等仪器进行测试。
2.参数测试方法：晶体管参数测试主要使用数字万用表等测试仪器来测量器件的电流和电压，并通过计算得到相关参数。
AC参数测试一般使用高频测试仪器，如频谱分析仪、示波器等来测试器件在射频信号下的特性。
3.功能测试方法：功能测试一般通过编写测试程序，控制测试仪器进行测试。
逻辑测试的方法主要是通过输入特定的信号序列，对输出结果进行判断，是否与预期的结果相符。
半导体测试项目简介.doc
半导体测试项目简介半导体测试项目简介目录：1，测量可重复性和可复制性(GR&R)2，电气测试可信度（Electrical Test Confidence）3，电气测试的限值空间（Guardband）4，电气测试参数CPK5，电气测试良品率模型（test yield)6，晶圆测试和老化(Waferlevel Test and burn-in)7，Boundary-Scan 测试 / JTAG 标准8，自我测试电路（Built-in Self Test)9，自动测试图形向量生成（ATPG）1--------------------------GR&R是用于评估测试设备对相同的测试对象反复测试而能够得到重复读值的能力的参数。
也就是说GR&R是用于描述测试设备的稳定性和一致性的一个指标。
对于半导体测试设备，这一指标尤为重要。
从数学角度来看，GR&R就是指实际测量的偏移度。
测试工程师必须尽可能减少设备的GR&R值，过高的GR&R值表明测试设备或方法的不稳定性。
如同GR&R名字所示，这一指标包含两个方面：可重复性和可复制性。
可重复性指的是相同测试设备在同一个操作员操作下反复得到一致的测试结果的能力。
可复制性是说同一个测试系统在不同操作员反复操作下得到一致的测试结果的能力。
当然，在现实世界里，没有任何测试设备可以反复获得完全一致的测试结果，通常会受到5个因素的影响：1，测试标准2，测试方法3，测试仪器4，测试人员5，环境因素所有这些因素都会影响到每次测试的结果，测试结果的精确度只有在确保以上5个因素的影响控制到最小程度的情况下才能保证。
有很多计算GR&R的方法，下面将介绍其中的一种，这个方法是由Automotive Idustry Action Group(AI AG)推荐的。
首先计算由测试设备和人员造成的偏移，然后由这些参数计算最终GR&R值。
分立器件参数测试
半导体参数综合测试仪（YB6500）半导体参数综合测试仪（YB6500）产品简介测试参数包括：1.二极管DIODEIR；BVR；VF2.晶体管TRANSISTORICBO；ICEO；ICER；ICES；ICEV；IEBO；BVCEO（电流大于10mA，脉冲宽度300us）；BVCBO；BVEBO；hFE；VCESAT；VBESAT；VBE（VBEON）；RE（间接参数）；3.J型场效应管J-FETIGSS；IDOFF；IDGO；BVDGO；BVGSS；VDSON，VGSON；IDSS；IDSON；RDSON；GFS；VGSOFF4.MOS场效应管MOS-FETIDSS；IDSV；IGSSF；IGSSR；VGSF；VGSR；BVDSS；VGSTH；VDSON、VF（VSD）IDON；VGSON；RDSON；GFS5.双向可控硅开关器件（双向晶闸管）TRIACIDRM；IRRM；IGKO；；VD＋；VD-；BVGKO；VT＋；VT-；IGT；VGT；IL＋；IL-；IH＋；IH-6.单向可控硅整流器（普通晶闸管）SCRIDRM；IRRM；IGKO；VDRM；VRRM；BVGKO；VTM；IGT；VGT；IL；IH7.绝缘栅双极大功率晶体管IGBTICES；IGESF；IGESR；BVCES；VGETH；VCESAT；ICON；VGEON；VF；GFS8.硅触发可控硅STSIH＋；IH-；VSW＋；VSW-；VPK＋；VPK-；VGSW＋；VGSW-9.达林顿阵列DARLINTONICBO；ICEO；ICER；ICES；ICEX；IEBO；BVCEO；BVCER；BVCEE；BVCES；BVCBO；BVEBO；hFE；VCESAT；VBESAT；VBEON10.光电耦合器件OPTO-COUPLERICOFF、ICBO；IR；BVCEO；BVECO；BVCBO；BVEBO；；CTR；hFE；VCESAT；VSAT；VF（Opto-Diode）11.继电器RELAYRCOIL；VOPER；VREL；RCONT；OPTIME；RELTIME12.稳压二极管、齐纳二极管ZENERIR；BVZ；VzMIN；IR；VF；ZZ13.三端电源稳压器件REGULATORVo Input；Output；IIN；14.光电开关管OPTO-SWITCHICOFF；VD；IGT；VON；ION；IOFF光电逻辑器件测OPTO-LOGIC15.IR；VF；VOH；VOL；IFON；IFOFF；ITH＋B；ITH-B；ITH＋I；ITH-I；金属氧化物压变电阻MOVID＋ID-；VN＋；VN-；VC＋；VC-16.固态过压保护器SSOVPID＋ID-；VCLAMP＋，VCLAMP-；VT＋、VT-；IH＋、IH-；；IBO＋IBO-；VBO＋VBO-；VZ＋VZ-；VT＋VT-；压变电阻VARISTORID＋；ID-；VC＋；VC-。
半导体测试与分析
半导体测试与分析半导体测试与分析可以分为两个主要方面：器件测试和性能分析。
器件测试是指对半导体器件参数进行测量，以确保其符合设计规格和要求。
性能分析则是对器件的工作性能进行评估，包括信号传输速度、功耗、散热等方面的测试与分析。
在进行半导体器件测试时，需要使用一系列的测试设备和方法。
常用的测试设备包括示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪等。
使用这些设备可以测量器件的电压、电流、频率等参数，以确定器件的静态和动态电特性。
同时，还可以通过测试器件的响应时间、调制带宽等参数，来评估其运行速度和带宽。
半导体器件性能分析则是对器件工作情况进行全面的评估。
其中最常见的性能参数包括器件的工作温度、功耗、噪声、线性度等。
这些参数对于电路的设计和系统的性能都具有重要的影响。
例如，高功耗的器件会导致系统的整体效率降低，而高噪声的器件则会干扰其他电路的正常工作。
为了进行半导体器件测试与分析，需要制定一套完整的测试计划和流程。
首先需要确定测试的目标和要求，明确所需测试的参数和标准。
然后，选择适当的测试设备和方法，并进行测试数据的采集和分析。
最后，根据测试结果进行评估和优化，以提高器件的性能和可靠性。
在进行半导体测试与分析时，还需要注意一些常见的问题和挑战。
例如，测试过程中的电磁干扰可能会导致测试结果的失真，需要采取合适的屏蔽和隔离措施。
同时，不同的半导体器件有不同的测试方法和要求，需要针对具体器件的特点进行适当的调整和改进。
总之，半导体测试与分析是确保半导体器件性能和可靠性的重要环节。
通过全面、准确的测试与分析，可以提高器件的性能、可靠性和一致性，确保其符合设计规格和要求。
这对于电子设备的研发、生产和应用都具有非常重要的意义。
半导体元器件的检测方法
半导体元器件的检测方法半导体元器件的检测方法半导体元器件的检测是保障其质量和可靠性的重要环节，以下将介绍一些常用的半导体元器件的检测方法。
1.器件外观检测：外观检测主要通过目视检查或借助放大镜等设备来观察元器件的外观是否完整、无氧化、无损伤、无金属腐蚀等。
检查的内容包括引脚是否齐全、引脚是否弯曲、焊点是否完好等。
2.引脚间参数测量：通过特定设备对器件引脚存在的电气参数进行测量，比如电阻、电容、电感等。
这些参数能够反映元器件的连通性和电气性能，从而判断元器件是否正常工作。
3.器件参数测试：对器件功耗、电流、电压、功率等参数进行测试。
通过将元器件接入测试仪器或测试装置，应用不同电压或电流进行测试，以评估器件的性能是否符合规格要求。
4.温度循环测试：利用恒温槽等设备，使元器件在不同的温度环境下进行循环测试。
温度不断变化会影响器件内部的结构和性能，通过温度循环测试可以评估器件的耐温性和稳定性。
5.湿度循环测试：将元器件放置在高温高湿环境中，经过一定时间后进行测试，以评估器件的湿热性能。
湿度循环测试可以检测器件是否会受潮、发生氧化或损坏。
6.环境耐久性测试：将元器件放置在高温、低温、高湿、低湿等环境条件下进行测试，以评估器件在不同环境下的性能表现和耐久性。
7.X射线检测：通过使用X射线设备，检测器件内部是否存在焊接问题、接触问题等。
X射线检测可以观察到元器件内部的金属连接状态，并识别焊接缺陷、金属疲劳等。
8.电磁兼容性测试：将元器件连接到相应的测试设备，检测其对环境电磁波干扰的抵抗能力。
电磁兼容性测试可以评估器件是否会产生电磁干扰或受到外部干扰。
9.可靠性测试：通过长时间的高温、高湿等环境下测试，评估器件的可靠性。
可靠性测试可以模拟器件在实际使用过程中所遇到的不同环境和应力，以验证其长时间工作的稳定性。
总结：半导体元器件的检测方法涉及外观、电气参数、温度、湿度、环境等多个方面。
通过采用不同的检测手段，可以全面评估和验证元器件的质量和可靠性。
半导体元器件的测试方法
参数定义：器件漏-源短路，栅极加正向偏压时流进栅极的电流。 测试原理：
原理说明： 1. 器件漏极和源极短路，施加规定的栅-源电压 Vgs。 2.测试器件反向电流 Igssf。
反向栅源漏电流 Igssr
参数定义：器件漏-源短路，栅极加反向偏压时流进栅极的电流。 测试原理：
原理说明： 1. 器件漏极和源极短路，施加规定的栅-源电压 Vgs。 2.测试器件反向电流 Igssr。
栅-源截止电流 Igss
参数定义：器件漏-源短路，栅极加反向偏压时流进栅极的电流。 测试原理：
原理说明： 1. 器件施加规定的栅-源电压 Vgs。 2.测试器件反向电流 Igss。
夹断电压 Vp
参数定义：当漏极电流值减小到规定低值时的反向栅源电压。 测试原理：
原理说明： 1. 器件施加规定的漏-源电压 Vds 和漏-源电流 Ids。 2.测试器件栅-源电压 Vgs。
集电极-基极击穿电压 BVcbo
参数定义：器件当发射极开路时，集电极-基极结的击穿电压。 测试原理：
原理说明： 1. 器件发射极开路。 2. 器件集电极-基极之间施加规定电流 Ic。 3. 测试器件集电极-基极之间的反向电压 BVcbo。
发射极-基极击穿电压 BVebo
参数定义：器件当集电极开路时，发射极-基极结的击穿电压。 测试原理：
绝缘栅型场效应管
栅源阈值电压 Vgs(th)
参数定义：当漏极电流值增加到规定低值时的正向栅源电压。 测试原理：
原理说明： 1. 器件栅极和漏极短路，施加规定的漏极电流 Id。 2.测试器件栅-源电压 Vgs。
漏极电流 Id(on)
参数定义：在规定的栅源电压和漏源电压下的漏极电流。 测试原理：
半导体器件性能测试实验数据处理示例及思考题参考解答
半导体器件性能测试实验数据处理示例及思考题参考答案1、为保证实验数据的真实性，在本文中特将实验测得数据及初步计算所得数据留空，各表格中的测得数据用蓝色标注，计算数据用红色标注；2、本文中所有的关系曲线图均使用Origin软件绘制，部分数据的处理亦使用该软件，推荐使用Origin软件处理数据；软件下载3、实验讲义中部分重要公式及物理量单位存在错误，本文中已做修正并标注；4、各项计算所使用的常量值及注意事项在本文中已列出；5、数据处理过程及思考题答案仅供参考。
6、数据处理一键计算见“数据处理V1.1 .xlsx”7、修订日期：2015年12月11日星期五2015年12月目录实验一表面势垒二极管的伏安特性 (2)实验二集成“与非”门电路的直流特性测试 (5)实验三晶体管动态参数特性检测实验 (7)实验四晶体管（BJT）直流参数的测量 (8)实验五P-N结势垒电容的测量 (10)实验六光电器件性能测试与应用 (13)实验七MOS管静态参数的测试 (14)实验八晶体管特征频率的测量 (18)实验一 表面势垒二极管的伏安特性数据处理根据上表中与的关系使用Origin 软件绘制拟合曲线①如下：图1-1ln I V -曲线曲线拟合结果为ln ____I V =+1、 求解n 因子上式中斜率__B =，可用公式求解n 因子：1q n kT B= 2、 求解势垒高度n B Φ20ln n kT AST B q I ⎛⎫Φ= ⎪⎝⎭②① 实验要求使用半对数坐标进行绘制，此处将纵坐标转换为自然对数形式A 是理查德常数，228.7/A A cm K =①；S 是势垒二极管的结面积，32510S cm -=⨯； T 为测试温度，此处建议使用室温，即298T K =；68.6310/k eV K -=⨯②；191.610q C -=⨯；0I 可由ln I V -曲线的纵截距读出。
① 实验讲义中对应单位有误1、金属和半导体接触时，为什么在半导体表面会产生空间电荷层？金属和半导体的功函数W不同，因此费米能级具有一定的差值，电子会从费米能级高的一侧流向低的一侧，电离的施主和受主之间形成空间电荷层。
电子技术实验--半导体器件的测试实验
半导体器件的测试实验实验组号__ __学号姓名实验日期成绩____ ___指导教师签名一、实验目的学会用万用表测试二极管、三极管的性能好坏，管脚排列。
二、实验器材1.万用表1只（指针式）。
2.二极管、三极管若干。
三、注意事项：1.选择合适的量程，使万用表指针落在万用表刻度盘中间的位置为佳。
2.测试电阻前应先调零。
3.测量时不要同时用手接触元件的两个引脚。
4.测量完毕时应将万用表的转换开关转向off位置或交流最高电压档。
5.不能用万用表测试工作中的元件电阻！四、实验内容1.半导体二极管的测试◆半导体二极管的测试要点：用指针式万用表测二极管的正反向电阻，当测得阻值较小的情况下，黑笔所接的极是二极管的正极。
（1）整流二极管的测试将万用表置于R⨯100Ω或R⨯1kΩ电阻档并调零，测量二极管的正、反向电阻，判断其极性和性能好坏，把测量结果填入表1中。
（2将万用表置于R⨯10kΩ电阻档并调零，测量二极管的正、反向电阻，判断其极性和性能好坏，把测量结果填入表2中。
2.半导体三极管的测试◆半导体三极管的测试要点：将万用表置于R⨯100Ω或R⨯1kΩ电阻档并调零。
①首先判基极和管型•黑笔固定某一极，红笔分别测另两极，当测得两个阻值均较小时，黑笔所接的极是基极，所测的晶体管是NPN管。
•红笔固定某一极，黑笔分别测另两极，当测得两个阻值均较小时，红笔所接的极是基极，所测的晶体管是PNP管。
②其次判集电极和发射极•对于NPN管：用手捏住基极和假设的集电极（两极不能短接），黑笔接假设的集电极，红笔接假设的发射极，观察所测电阻的大小。
然后将刚才假设的集电极和发射极对调位置，再重测一次，当测得电阻值较小时，黑笔所接的是集电极，另一电级是发射极•对于PNP管：用手捏住基极和假设的集电极（两极不能短接），红笔接假设的集电极，黑笔接假设的发射极，观察所测电阻的大小。
然后将刚才假设的集电极和发射极对调位置，再重测一次，当测得电阻值较小时，红笔所接的是集电极，另一电级是发射极。
mos测试原理
mos测试原理MOS（金属-氧化物-半导体）测试是一种常用的半导体器件测试方法。
本文将介绍MOS测试的原理和相关内容。
一、MOS测试概述MOS测试通过对MOS器件进行电性能测试来评估其质量和性能。
MOS器件是指利用金属-氧化物-半导体结构构成的晶体管。
MOS测试的主要目标是检测器件的综合性能，如电流-电压特性、速度和噪声等。
二、MOS测试的工艺步骤1. 准备测试样品：从器件生产线上选择一部分典型样品进行测试。
2. 清洗和刻蚀：使用酸洗和刻蚀等工艺将样品表面的杂质清除，以保证测试的准确性。
3. 形成金属电极：采用薄膜沉积和光刻工艺，在MOS结构上形成金属电极，以提供电压和信号接入。
4. 形成氧化层：利用氧化工艺，在MOS结构上形成一层氧化物，作为绝缘层。
5. 测试仪器连接：通过导线和探针等连接方式，将测试仪器与MOS样品连接起来。
6. 电性能测试：使用测试仪器对MOS样品进行电流-电压、频率响应等测试。
三、MOS测试的原理1. 电流-电压特性测试：通过施加不同电压（正向或反向）并测量对应的电流，可以得到器件的电流-电压特性曲线。
该测试可以评估器件的导电性能、阈值电压和电流驱动能力等指标。
2. 频率响应测试：通过在不同频率下施加变化的电压，并测量对应的输出电流或传导导纳，可以获得器件的频率响应特性。
这有助于评估器件的速度和信号处理能力。
3. 噪声测试：通过测量器件输出的噪声电压或噪声功率，可以评估器件的噪声性能。
这对于一些特定应用，如通信、放大器等非常重要。
四、MOS测试的应用领域MOS测试广泛应用于半导体器件研发、生产和质量控制过程中。
它可以帮助工程师和技术人员了解器件的性能指标，如工作状态、可靠性和适用范围等。
同时，MOS测试还用于故障分析、芯片设计验证和器件参数衰减等方面。
五、总结MOS测试是一种常用的半导体器件测试方法，通过对MOS器件进行电性能测试来评估其质量和性能。
测试过程包括清洗和刻蚀、形成金属电极和氧化层、测试仪器连接以及电性能测试等步骤。
6.2半导体器件特性的测量与分析
实验6.2半导体器件特性的测量与分析【摘要】这次实验主要是为了熟悉了解双极、场效应晶体管，发光、光敏二极管等半导体单元器件的基本原理、特性和主要参数。
同时学会使用“半导体管特性图示仪”测量各类半导体器件的特性曲线和直流参数。
了解“微机半导体器件特性测试仪”的优越性，并学会使用。
【引言】近几十年来，半导体材料和器件的发展很快。
半导体器件的种类很多，典型的放大器件有双极型晶体管和场效应晶体管，部分光电子器件的工作原理在先行课程中已有介绍。
近年来，半导体光电子器件的发展和应用更为迅速，它们的基本原理在本实验的附录中作了介绍。
了解这些器件的工作原理及掌握其主要参数的测量有重要的实用价值。
半导体器件主要参数的测量仪器有“半导体管特性图示仪”，本实验的目的是让学生了解并学会使用这些仪器，通过几种典型半导体管的测量，对半导体双极、场效应晶体管，发光、光敏二极管等单元器件工作原理及特性参数有进一步了解。
【关键词】半导体特性晶体管【正文】一、实验仪器1、“半导体管特性图示仪”是一种用示波管显示半导体器件的各种特性曲线，并可测量其重要参数的测试仪器。
电路结构：该仪器主要由阶梯信号发生器、集电极扫描电压、X轴和Y轴放大器、二簇电子开关、低压电源、高频高压电源及示波器控制电路等部分组成。
电路原理框图见图6.2-1。
该仪器最主要的电路是提供一个50Hz市电经全波整流后成为100Hz正弦波的集电极扫描电压和一个提供给基极的阶梯波电压（或电流），见图6.2-2。
2、“微机半导体器件特性测试仪”性能简介和使用说明微机半导体器件特性测试仪，是传统的半导体特性图示仪的升级替代产品。
全新的数字化设计，使得测量系统工作更为稳定、控制更加可靠；用计算机屏幕替代示波管显示器件的特性曲线，使得显示质量大为改善，并且方便器件性能比较；软件主导测量系统，不仅使测量的数据能够更方便地进行交换，而且可以对数据和图形进行诸如保存、输出等一系列的处理。
半导体元器件的测试方法
半导体元器件的测试方法1.外观检查：包括检查元器件的表面状态、引脚形状、标记、包装等外观特征，以确保元器件没有明显的物理损伤或污染。
2.尺寸测量：使用显微镜、光栅等工具对元器件的尺寸进行测量，以验证尺寸是否符合规格要求。
3.引脚电性测试：通过恢复到终端引脚以测试引脚间的电性。
常用的引脚电性测试包括接触电阻、引脚电容和导通测试。
4.功能测试：对元器件进行功能测试，以验证元器件是否按照设计要求正常工作。
功能测试可以使用模拟测试、数字测试或混合信号测试等不同方法，取决于元器件的类型。
5.静电放电测试：通过静电放电模拟静电对元器件的破坏。
在此测试中，元器件暴露在静电电流或高压脉冲下，以确定元器件的静电抗性。
6.温度环境测试：通过将元器件置于高温、低温等极端环境中，并在不同温度下执行功能测试，以测试元器件的性能稳定性和温度特性。
7.可靠性测试：通过在扩展时间和条件下对元器件进行电压应力、温度应力和振动等测试，以评估元器件的长期可靠性和寿命。
这些测试可以是加速寿命测试（ALT）或可靠性验证测试（RVT）。
8.电气参数测试：对元器件的电流、电压、功耗和频率等电性能参数进行测试，以验证元器件是否满足性能要求。
9.故障分析：当元器件未通过测试或出现异常时，进行故障分析以确定故障原因和位置。
故障分析可以使用X射线检测、显微镜观察、电子显微探针等技术。
10.封装测试：对元器件的封装进行测试，以验证封装的机械强度、密封性和封装的电学性能是否良好。
综上所述，半导体元器件的测试方法包括外观检查、尺寸测量、引脚电性测试、功能测试、静电放电测试、温度环境测试、可靠性测试、电气参数测试、故障分析和封装测试等。
这些测试方法旨在确保元器件符合质量和性能要求，以提供可靠的半导体元器件给客户。
半导体器件制造工艺参数监控考核试卷
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.在半导体器件制造中，热处理可以改善硅片表面沾污问题。（）
答案：
2.光刻工艺中，分辨率越高，器件尺寸就可以做得越小。（）
答案：
3.在MOSFET器件中，亚阈值摆幅越小，器件的性能越好。（）
答案：
4.离子注入可以在不破坏硅片表面钝化层的情况下进行掺杂。（）
半导体器件制造工艺参数监控考核试卷
考生姓名：________________答题日期：________________得分：_________________判卷人：_________________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
答案：
6.离子注入工艺中，注入能量和______是控制注入深度的两个关键参数。
答案：
7.在半导体器件中，______是一种常用的钝化材料。
答案：
8.评估半导体器件漏电特性的常用测试方法是______。
答案：
9.半导体器件制造中，为了减小短沟道效应，可以采用______和______等方法。
答案：
10.在半导体器件的金属化工艺中，常用的金属有______、______和______等。
5.下列哪些因素会影响半导体器件的刻蚀速率？（）
A.刻蚀气体类型
B.刻蚀功率
C.刻蚀压力
D.硅片温度
6.下列哪些材料可以用作半导体器件的绝缘层？（）
A.硅氧化物
B.硅氮化物
C.硅碳化物
D.高介电常数材料
7.在半导体器件制造中，以下哪些方法可以用来减小器件的尺寸？（）
gjb128 半导体分立器件试验方法
gjb128 半导体分立器件试验方法
半导体分立器件试验方法是半导体行业中非常重要的一部分，其主要
目的是检查器件的性能是否符合设计要求。
进行半导体分立器件试验
的主要目的是确认器件所具备的电气性能，包括各种参数的测量，如
电压，电流，功率等基本参数。
在半导体分立器件试验中应该注意以
下几点：
1. 熟悉指标
在进行半导体分立器件试验之前，必须熟悉所需指标。
具体而言，需
要了解各种技术规范、标准、文献和企业内部文件，并针对性地选择
正确的试验方法。
2. 执行试验前的准备工作
在试验正式开始之前，应该先检查仪器是否可靠，并校准好各种测试
设备。
由于半导体分立器件试验通常涉及高压操作和高温操作，所以
在操作前需要执行各种保护措施，并确保所有操作员都在安全区域内。
3. 测试过程中的注意事项
在进行试验过程中，应随时关注设备的输出信号、回路电压、半导体器件的电流、功率等参数，并注意记录数据。
同时，还应检查电源电压、电流大小的情况，以确保试验结果的准确性。
4. 测试结束后的处理
在试验结束后，应及时总结试验结果，并对数据进行分析。
应注意观察器件是否符合相关标准规范，并确定是否要重新设计或优化器件。
在半导体分立器件试验结束后还应注意设备归位和清理，以确保下一次试验的正常进行。
总之，半导体分立器件试验是非常重要的，要求试验人员具有高超的技能和良好的操作经验。
在试验过程中，需要提前做好准备工作，随时注意测试参数并正确地记录数据，以确保试验结果的准确性。
由此可见，半导体分立器件试验对于半导体行业的发展至关重要。
半导体模拟测试方法
半导体模拟测试方法
1. 测试目的，半导体模拟测试的主要目的是验证半导体器件在模拟电路中的性能，包括电压、电流、频率响应、噪声特性等。
通过测试，可以评估器件的线性度、失真、稳定性和可靠性等参数。
2. 测试步骤，半导体模拟测试通常包括准备测试样品、建立测试电路、应用激励信号、采集和分析输出信号等步骤。
在测试过程中，需要使用精密的测试仪器和设备，如示波器、信号发生器、多用表等，以确保测试的准确性和可靠性。
3. 测试技术，常见的半导体模拟测试技术包括直流参数测试、交流参数测试、噪声测试、温度特性测试等。
其中，直流参数测试用于评估器件的静态特性，如电流-电压特性曲线；交流参数测试用于评估器件的动态特性，如频率响应和带宽；噪声测试用于评估器件的信噪比和噪声系数；温度特性测试用于评估器件在不同温度下的性能表现。
4. 测试数据分析，在半导体模拟测试中，测试数据的分析和解释至关重要。
通过对测试数据的深入分析，可以评估器件的工作状态、性能指标和潜在问题，为进一步的工艺改进和产品优化提供重
要参考。
5. 应用领域，半导体模拟测试方法广泛应用于各种模拟电路和
系统的研发、生产和维护领域，包括放大器、滤波器、功率管理电路、模拟信号处理电路等。
同时，半导体模拟测试方法也在无线通信、消费电子、汽车电子、工业控制等领域发挥着重要作用。
总之，半导体模拟测试方法是半导体器件研发和生产过程中不
可或缺的一环，通过全面、准确的测试，可以确保半导体器件在模
拟电路中的稳定性和可靠性，促进电子产品的性能提升和技术创新。
半导体集成电路AC参数测试
第六章.AC参数测试（1）——测试类型为了保证器件满足时序规格，我们需要进行AC参数测试，按照规格书设定时序参数和信号格式来进行，通过运行一段功能测试的向量序列实现AC 参数的测试。
测试方法有二：一是在某个或多个功能测试时，将所有的AC时序参数设置为最差情形，和功能测试一并进行。
它可以很快地保证器件满足设计规范，但是在有fail出现时无法直观地显示错误的来源或原因。
另一方法则是单独地进行AC测试，逐一测试各个AC参数。
比如测试数据总线建立时间（DBST），就将它设置为规格书定义的数值，而将其他参数放宽，运行相应的功能向量，如果测试fail，则我们马上知道是数据总线建立时间导致。
若结果pass，下一步则是将DBST放宽，测试另一参数。
明显，此方法可以为良率分析提供更多的信息，但是增加了测试时间。
读取&记录测试读取和记录是指测量DC和AC参数值并将实测值保存到纸张页面（通过一个打印机）或磁盘文件的一种测试风格。
我们可以通过这种类型的测试分析每个器件的精确性能。
军品规格器件往往需要这种风格的测试。
可以通过测试系统的存储器（datalogger）或系统窗口来报告这方面的资料。
Go-Nogo测试Go-Nogo测试则和“读取&记录”相反，器件的那些精确测量参数不被记录，而只是为每个参数设定pass或fail的界限。
测试通过只是说明器件符合性能要求，但是它距离不合格有多少裕量则没人知道。
很多的生产测试都采用Go-Nogo的测试风格，因为它的速度比“读取&记录”快得多。
折中方案可能器件规格书中的某些要求现有的测试设备无法满足，出现这种情况要么我们采用折中的方案要么选用更合适的测试设备。
现在高速器件越来越多，全速测试越来越难以实施，多数情况下我们被迫折中。
以全速测试为例，标准的全速测试使用器件的最高工作频率配以标称的AC参数，但是有时候因为测试系统自身速度限制，无法满足器件速度要求。
折中的一个办法就是采用最差的输入/输出时序参数而将频率降低到测试系统能满足的水平。
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研究生《电子技术综合实验》课程报告题目：半导体器件综合参数测试学号姓名专业指导教师院（系、所）年月日一、实验目的：（1）了解、熟悉半导体器件测试仪器，半导体器件的特性，并测得器件的特性参数。
掌握半导体管特性图示仪的使用方法，掌握测量晶体管输入输出特性的测量方法。
（2）测量不同材料的霍尔元件在常温下的不同条件下（磁场、霍尔电流）下的霍尔电压，并根据实验结果全面分析、讨论。
二、实验内容：（1）测试3AX31B、3DG6D的放大、饱和、击穿等特性曲线，根据图示曲线计算晶体管的放大倍数；（2）测量霍尔元件不等位电势，测霍尔电压，在电磁铁励磁电流下测霍尔电压。
三、实验仪器：XJ4810图示仪、示波器、三极管、霍尔效应实验装置四、实验原理：1.三极管的主要参数：（1）直流放大系数h FE：h FE=（I C-I CEO）/I B≈I C/I B。
其中I C为集电极电流，I B为基极电流。
基极开路时I C值，此值反映了三极管热稳定性。
（2）穿透电流I CEO：（3）交流放大系数β：β=ΔI C/ΔI B（4）反向击穿电压BV CEO：基极开路时，C、E之间击穿电压。
2.图示仪的工作原理：晶体管特性图示仪主要由阶梯波信号源、集电极扫描电压发生器、工作于X-Y方式的示波器、测试转换开关及一些附属电路组成。
晶体管特性图示仪根据器件特性测量的工作原理，将上述单元组合，实现各种测试电路。
阶梯波信号源产生阶梯电压或阶梯电流，为被测晶体管提供偏置；集电极扫描电压发生器用以供给所需的集电极扫描电压，可根据不同的测试要求，改变扫描电压的极性和大小；示波器工作在X-Y状态，用于显示晶体管特性曲线；测试开关可根据不同晶体管不同特性曲线的测试要求改变测试电路。
（原理如图1）上图中，R B、E B构成基极偏置电路。
当E B》V BE时，I B=（E B-V BE）/R B基本恒定。
晶体管C-E之间加入锯齿波扫描电压，并引入小取样电阻RC，加到示波器上X轴Y轴电压分别为：V X=V CE=V CA+V AC=V CA-I C R C≈V CAV Y=-I C·R C∝-I CI B恒定时，示波器屏幕上可以看到一根。
I C-V CE的特征曲线，即晶体管共发射极输出特性曲线。
为了显示一组在不同I B的特征曲线簇I CI=φ应该在X轴锯齿波扫描电压每变化一个周期时，使I B也有一个相应的变化。
应将E B改为能随X轴的锯齿波扫描电压变化的阶梯电压。
每一个阶梯电压能为被测管的基极提供一定的基极电流，这样不同变化的电压V B1、V B2、V B3…就可以对应不同的基极注入电流I B1、I B2、I B3….只要能使没一个阶梯电压所维持的时间等于集电极回路的锯齿波扫描电压周期。
如此，绘出I CO=φ（I BO，V CE）曲线与I C1=φ（I B1，V CE）曲线。
3.直流电流放大系数h FE与工作点I,V的关系h FE是晶体三极管共发射极连接时的放大系数，h FE=I C/I B。
以n-p-n晶体管为例，发射区的载流子（电子）流入基区。
这些载流子形成电流I E，当流经基区时被基区空穴复合掉一部分，这复合电流形成IB，复合后剩下的电子流入集电区形成电流为IC，则I E=IB+IC。
因IC>>IB 所以一般h FE=IC/IB都很大。
当V CC不变，h FE随I C变化的规律：I C较小时，I C增大，h FE也随之增大，当I C增大到一定程度时，则h FE随I C的增大而下降。
原因很多，主要是当I C较小时，对于所有发射区复合都是主要的，结果h FE随I C增加而增加。
当增大到一定程度时，即注入到基区的少数载流子和基区的多数载流子可以相比时，便产生基区电导调制和大注入自建电场，同时产生有效基区扩展和发射极电流集边效应等，在这种情况下，就不能只考虑SHR复合，同时也要考虑俄歇复合和禁带复合。
因此，I C增大到一定程度时，h FE随I C增加开始下降，如（图1）。
当I C一定，h FE如何随V CC增加而增加呢？因共发射极连接，发射结处于正偏，但宽度变化不大，可视为近似不变，而集电结处于反偏，当反偏增加时，集电结空间电荷区随之加宽，它除扩展到中性集电区，还扩展到中性基区，使中性基区宽度变窄，造成基区内少子浓度梯度增大，因而当V CC增加时，使Ic、Ib都增加，从而使h FE也增加（如图2）。
假若不考虑基区宽变效应，h FE’=I C’/I B；考虑了基区宽变效应，则h FE=I C/ I B。
本仪器主要由稳压源供给被测管偏置电压V CE，恒流源供给被测管基极电流I B。
根据h FE定义，在I C满量程时，可直接由I C/I B表读出h FE值；当I C不为满量程时，根据h FE=I C/ I B计算。
4.晶体管f参数与工作点测试原理在共发射极电路中，当测量(或工作)频率升高时，晶体三极管的交流短路电流放大倍数就要下降。
当|β|下降到1时所对应的频率，称为该晶体管的特征频率，记作f T。
由以上定义，在工程上实现f T的测量比较复杂，因此，我们作以下推导：高频三极管β与频率的关系可表示为：β=β0／（1+jωC be·r’be）其中C be·r’be=1／2πfβ=1／ωβ于是β=β0／（1+jf ／f β）取其模数|β|=β0／[1+（f ／f β）2]1／2（1）式（1）中：β0为低频时电流放大倍数；f β为短路电流放大倍数降到0.707β0时所对应的频率，称为共发射极电路的截止频率；f 为测量（或工作）频率。
由（1）式可以画出图1所示的|β|～f 曲线。
观察图1，当测量频率较低时，|β|≈β，随着频率的升高|β|下降，我们研究一下下降的规律。
式（1）中，当测量频率f 比f β大很多，且能满足(f ／f β)2>>1时，（1）式简化为：|β|=β0·f β／f（2）考虑到f T 的定义，当|β|=1时，f=f T ，于是：f T =β0·f β（3）将（3）式代入（2）式得到：f T =f 0·|β|（4）根据（4）式，我们可以将f T 表述为：在共发射极电路中，当测量频率f 大于f β且满足(f ／f β)2>>1时，特征频率f T 就等于测量频率f 与该频率下电流增益模数的乘积，称为“带宽—增益乘积”。
不难看出，当满足(f ／f β)2>>1而得到的（4）式，表示了一条直线，频率每升高一倍|β|就下降一倍，|β|是以-6dB/倍频程（或20dB/+倍频程）的规律下降的。
只要在-6dB/倍频程区内，不管采用什么点频进行测量，从理论上讲都是可以求得f T （忽略公式近似而引入的误差），例如：f 1·|β1|= f 2·|β2|= f 3·|β3|=…………………………… f T ·1=f T严格说来，根据“带宽—增益乘积”的原理来测f T ，必须使(f ／f β)2>>1的条件满足的很好，不然由于“带宽—增益乘积”定义本身带来的误差就很可观。
例如：f=3 f β，误差为+5%；f=5 f β，误差为2%；只有(f ／f β)2>>1其误差才可以被忽略。
理论分析和实验都证明，当|β|趋近于1时，曲线会上翘并且没有规律，因此该仪器的测量范围在-6dB/倍频程区内选β=2～6，这对绝大部分管型来说，可以确保(f ／f β)2>>1的条件。
通过以上分析，我们只要在晶体管的-6dB/倍频程区内的某频率下测得其交流短路电流放大系数|β|，就可依f T =f ·|β|求得f T 。
5. 霍尔效应：霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。
当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。
如右图（1）所示，磁场B 位于Z 的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流s I （称为控制电流或工作电流），假设载流子为电子（N 型半导体材料），它沿着与电流s I 相反的X 负向运动。
由于洛伦兹力L f 的作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B 侧偏转，并使B 侧形成电子积累，而相对的A 侧形成正电荷积累。
与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力E f 的作用。
随着电荷积累量的增加，E f 增大，当两力大小相等（方向相反）时，L f =-E f ，则电子积累便达到动态平衡。
这时在A 、B 两端面之间建立的电场称为霍尔电场H E ，相应的电势差称为霍尔电压H V 。
霍尔元件测量磁场的基本电路如图2，将霍尔元件置于待测磁场的相应位置，并使元件平面与磁感应强度B 垂直，在其控制端输入恒定的工作电流s I ，霍尔元件的霍尔电压输出端接毫伏表，测量霍尔电势H V 的值。
图(2)五、实验步骤：1、图示仪测晶体管特性（1） 按下电源开关，指示灯亮，预热15分钟后，即可进行测试。
（2）调节辉度、聚焦及辅助聚焦，使光点清晰。
（3） 将峰值电压旋钮调至零，峰值电压范围、极性、功耗电阻等开关置于测试所需位置。
（4） 对X 、Y 轴放大器进行10度校准。
（5）调节阶梯调零。
（6）选择需要的基极阶梯信号，将极性、串联电阻置于合适挡位，调节级/簇旋钮，使阶梯信号为10级/簇，阶梯信号置重复位置。
（7）插上被测晶体管，缓慢地增大峰值电压，荧光屏上即有曲线显示。
（8）逐渐加大峰值电压就能在显示屏上看到一簇特性曲线.读出X 轴集电极电压V ce =1V 时最上面一条曲线（每条曲线为20μA ，最下面一条I B =0不计在内）I B 值和Y 轴I C 值，可得h FE =BCI I 若把X 轴选择开关放在基极电流或基极源电压位置，即可得到电流放大特性曲线。
即β=BCI I ∆∆2、霍尔效应（1）断开励磁线圈电流，调节霍尔控制电流I CH =10.00mA ，测量霍尔元件不等位电势。
首先短路中间电压表的正负输入，调节调零电位器使电压显示00.00mV 。
然后断开励磁电流，调节霍尔元件离开电磁铁以免电磁铁剩磁影响测量数据。
最后调节霍尔控制电I CH =10.00mA ，连接好电压表和霍尔输出接线柱，记录数据V 13（控制电流从霍尔元件的1端流向3端）和V 31（控制电流从霍尔元件的3端流向1端）（2）测量霍尔电压，调节电磁励磁电流I M =400mA ，对于Si 材料，霍尔控制电流I CH =1.00，2.00，3.00，4.00，5.00，6.00，7.00，8.00，9.00，10.00mA 。