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简单精确地测试与表征功率半导体器件 Catherine Liu 柳妍妍 应用工程师，吉时利仪器公司 © 2015 Keithley Instruments, 功率半导体器件测试 开态  涉及各种各样的测量 – 开态 – 关态 – 电容电压(C-V) – 动态  要求电压和电流偏置及电压和电 关态 流测量，全面分析器件特性 电容电压(C-V) 2 © 2015 Keithley Instruments, Inc. 使用SMU仪器测试功率半导体器件 I V  源测量单元(SMU)仪器是经过验证的用于半导体器件测试的多 功能仪器。  这些SMU仪器用来满足开态、关态和C-V测量中对电压和电流 的广泛需求  在每个器件端子上使用一台SMU仪器，确保测试的灵活性和高 吞吐量 3 © 2015 Keithley Instruments, Inc. 开态 关态 电容电压 (C-V) 4 © 2015 Keithley Instruments, Inc. 开态特性分析挑战 1. 器件经常是高电流，要求 – 脉冲式激励源，使器件中的能耗达到最小，确保非破坏性测试 – 低接触电阻连接，确保正确测量器件参数 2. 器件通常是高增益，因此在测试过程中经常不稳定 5 © 2015 Keithley Instruments, Inc. 开态特性分析挑战：高电流  脉冲式激励源要求最大额定测试电流的低电阻、低电感线缆 – 低电感保证良好的脉冲保真度 – 低电阻保证在DUT中提供所需的电压 – 对晶圆测试，保证晶圆准备充分，因此到卡盘的接触电阻很低  使用四线(Kelvin)连接，在栅极端子和漏极端子上实现电压源和测量精度  为实现最佳结果，保证高电流信号线与被测器件隔开 – 漏极SMU的测试低端与栅极SMU测试低端分开连接 – 以四线连接栅极SMU，保证正确的栅极电压 6 © 2015 Keithley Instruments, Inc. 开态特性分析挑战：高电流 在栅极SMU上使用4线，可以根据实际器件端 子上的电压校正输出电压。 7