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MOSFET(金屬—氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)是 一種利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制其電流大小的常見(jiàn)半導(dǎo)體 器 件，可 以 廣 泛 應(yīng) 用 在 模 擬 電 路 和 數(shù) 字 電 路 當(dāng) 中 。 MOSFET可以由硅制作，也可以由石墨烯，碳納米管 等材料制作，是材料及器件研究的熱點(diǎn)。主要參數(shù)有輸入/輸出特性曲線、閾值電壓 VGS(th)、漏電流IGSS、 IDSS，擊穿電壓VDSS、低頻互導(dǎo)gm、輸出電阻RDS等。 受器件結(jié)構(gòu)本身的影響,在實(shí)驗(yàn)室科研工作者或者測(cè)試工程師常見(jiàn)會(huì)碰到以下測(cè)試難題: （1）由于MOSFET是多端口器件，所以需要多個(gè)測(cè) 量模塊協(xié)同測(cè)試，而且MOSFET動(dòng)態(tài)電流范圍大，測(cè)試 時(shí)需要量程范圍廣，測(cè)量模塊的量程需要可以自動(dòng)切 換； （2）柵氧的漏電與柵氧質(zhì)量關(guān)系極大，漏電增加到 一定程度即可構(gòu)成擊穿，導(dǎo)致器件失效，因此MOSFET 的漏電流越小越好，需要高精度的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試； （3）隨著MOSFET特征尺寸越來(lái)越小，功率越來(lái)越 大，自加熱效應(yīng)成為影響其可靠性的重要因素，而脈沖測(cè)試可以減少自加熱效應(yīng)，利用脈沖模式進(jìn)行MOSFET的I-V測(cè)試可以準(zhǔn)確評(píng)估、表征其特性； （4）MOSFET的電容測(cè)試非常重要，且與其在高頻應(yīng)用有密切關(guān)系。不同頻率下C-V曲線不同，需要進(jìn)行多頻率、多電壓下的C-V測(cè)試，表征MOSFET的電容特性。 使用S系列高精度數(shù)字源表、P系列高精度 臺(tái)式脈沖源表對(duì)MOSFET常見(jiàn)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。 輸入/輸出特性測(cè)試 MOSFET是用柵電壓控制源漏電流的器件,在某一固定漏源電壓下,可測(cè)得一條IDs~VGs關(guān)系曲線,對(duì)應(yīng)一組階梯漏源電壓可測(cè)得一簇直流輸入特性曲線。 MOSFET在某一固定的柵源電壓下所得IDS~VDS 關(guān)系即為直流輸出特性，對(duì)應(yīng)一組階梯柵源電壓可測(cè) 得一簇輸出特性曲線。 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，MOSFET器件的功率規(guī)格 也不一致。針對(duì)1A以下的MOSFET器件，推薦2臺(tái)S系 列源表搭建測(cè)試方案，Z大電壓300V，Z大電流1A, 最小電流100pA，可以滿足小功率MOSFET測(cè)試的需求。 針對(duì)Z大電流為1A~10A的MOSFET功率器件，推 薦采用2臺(tái)P系列脈沖源表搭建測(cè)試方案，其Z大電壓 300V，Z大電流10A。 針對(duì)Z大電流為10A~100A的MOSFET功率器件， 推薦采用P系列脈沖源表+HCP搭建測(cè)試方案，Z大電 流高達(dá)100A。 閾值電壓VGS（th) VGS(th)是指柵源電壓能使漏極開(kāi)始有電流的VG S 值;測(cè)試儀表推薦S系列源表。 漏電流測(cè)試 GSS(柵源漏電流)是指在特定的柵源電壓情況下 流過(guò)柵極的漏電流；IDSS(零柵壓漏極電流)是指在當(dāng) VGS=0時(shí)，在指定的VDS下的DS之間漏電流，測(cè)試時(shí)推 薦使用一臺(tái)普賽斯S系列或P系列源表； 耐壓測(cè)試 VDSS(漏源擊穿電壓)：是指在VGS=0的條件下，增 加漏源電壓過(guò)程中使ID開(kāi)始劇增時(shí)的VDS值； 根據(jù)器件的規(guī)格不同，其耐壓指標(biāo)也不一致，測(cè)試 所需的儀表也不同，擊穿電壓在300V以下推薦使用S 系列臺(tái)式源表或P系列脈沖源表，其Z大電壓300V，擊穿電壓在300V以上的器件推薦使用E系列，Z大電壓3500V。 C-V測(cè)試 C-V測(cè)量常用于定期監(jiān)控集成電路的制造工藝，通 過(guò)測(cè)量MOS電容高頻和低頻時(shí)的C-V曲線，可以得到 柵氧化層厚度tox、氧化層電荷和界面態(tài)密度Dit、平帶 電壓Vfb、硅襯底中的摻雜濃度等參數(shù)。 分別測(cè)試Ciss(輸入電容)、Coss(輸出 電容)以及Crss(反向傳輸電容)。 |
