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半導(dǎo)體特性分析儀高值電壓的精確校準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體特性分析儀高值電壓的精確校準(zhǔn)方法，涉及專門適用于制造或處理半導(dǎo)體或固體器件或其部件的方法或設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。包括以下步驟：將高壓分壓器送往上級計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)，獲取其1000V～3000V的分壓比，并計(jì)算其電壓系數(shù)，確定其是否滿足預(yù)期校準(zhǔn)要求；如果不滿足要求，則復(fù)現(xiàn)上級計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)的溫濕度環(huán)境，在1000V下利用高精度多功能校準(zhǔn)器，標(biāo)定上述高壓分壓器的1000V標(biāo)準(zhǔn)分壓比的量值；利用標(biāo)定好的高壓分壓器對被校半導(dǎo)體特性分析儀進(jìn)行1000V～3000V范圍內(nèi)任意電壓值的校準(zhǔn)。所述方法提高了半導(dǎo)體特性分析儀測量高值電壓的準(zhǔn)確性。
【專利說明】半導(dǎo)體特性分析儀高值電壓的精確校準(zhǔn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及專門適用于制造或處理半導(dǎo)體或固體器件或其部件的方法或設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種半導(dǎo)體特性分析儀高值電壓的精確校準(zhǔn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]歷來半導(dǎo)體行業(yè)都把器件各項(xiàng)特性參數(shù)，如器件的1-V曲線、C-V曲線、表面漏電流、擊穿電壓等參數(shù)作為必不可少的基礎(chǔ)測試項(xiàng)目。半導(dǎo)體器件特性分析儀能夠滿足上述參數(shù)的測試需求，在器件研制、生產(chǎn)、測試、使用各個環(huán)節(jié)有著不可或缺的作用。隨著微納技術(shù)的興起和寬禁帶材料的廣泛使用，器件測試工程師對半導(dǎo)體器件特性分析儀的測試性能提出了新的要求，即向著測量范圍寬、準(zhǔn)確度高、自動化程度高、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)的方向發(fā)展。傳統(tǒng)圖示儀已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足上述要求。為了更好滿足當(dāng)代先進(jìn)器件提出的測量挑戰(zhàn)，新一代半導(dǎo)體器件特性分析儀(典型型號如Agilent B1500A)應(yīng)運(yùn)而生，具備測量范圍寬、準(zhǔn)確度高、滿足新興材料如SiC或GaN等寬禁帶器件的高擊穿電壓特殊測試條件要求等特點(diǎn)。
[0003]在高壓測試方面，其可以滿足新興材料的高擊穿電壓特殊測試條件的要求。使用該類儀器測試的寬禁帶器件數(shù)量與日俱增，包括種類有MESFET、HEMET, MMIC等，因此測試準(zhǔn)確度與否直接關(guān)系到此類器件的性能指標(biāo)，進(jìn)而對整個武器裝備的質(zhì)量可靠性有著決定性的作用。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)高擊穿電壓參數(shù)的校準(zhǔn)，提高測量準(zhǔn)確度，設(shè)計(jì)一種適用于1000V?3000V直流條件下高電壓參數(shù)的校準(zhǔn)方法是非常有必要的。該校準(zhǔn)方法將為提高寬禁帶器件測試分析能力和設(shè)計(jì)開發(fā)水平提供有力的高壓測試保障。
[0005]現(xiàn)有常規(guī)實(shí)驗(yàn)室用于校準(zhǔn)高壓參數(shù)的方法采用的是“分壓器法”，接線如圖1所示，其優(yōu)點(diǎn)有:
[0006]I)操作簡單，對環(huán)境條件要求低。整個校準(zhǔn)過程所需標(biāo)準(zhǔn)器為一分壓器和數(shù)字多用表，只需連接兩根線纜；整個過程在常溫下進(jìn)行即可。
[0007]2)計(jì)算過程簡易，不需要考慮分壓器的電壓系數(shù)、溫度系數(shù)帶來的影響。
[0008]其缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在:
[0009]I)技術(shù)指標(biāo)差。商品化的高壓分壓器最大允許誤差僅為±1%，而被校儀器的出廠指標(biāo)為±0.03%，顯然無法滿足計(jì)量校準(zhǔn)要求(±0.01%)。
[0010]2)分壓比不準(zhǔn)確。分壓比作為分壓器的關(guān)鍵參數(shù)，通常狀態(tài)下標(biāo)稱值為1000:1，僅為測量范圍內(nèi)的通用值，并沒有考慮電壓系數(shù)和溫度系數(shù)帶來的影響，引入了不確定度分量，因此大大降低了其高壓校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，進(jìn)而無法對被校儀器進(jìn)行精確校準(zhǔn)。
[0011]3)環(huán)境條件惡劣，高壓分壓器的準(zhǔn)確度難以保證。由于高壓分壓器的內(nèi)部是由高值電阻器組成的(一般阻值在1GQ)，高兆歐電阻器阻值易受溫度系數(shù)、環(huán)境濕度、電壓系數(shù)的影響，造成不同功率、不同溫濕度環(huán)境下相應(yīng)高壓分壓器的比例系數(shù)不一致，進(jìn)而給校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度帶來影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體特性分析儀高值電壓的精確校準(zhǔn)方法，所述方法提高了半導(dǎo)體特性分析儀測量高值電壓的準(zhǔn)確性。
[0013]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種半導(dǎo)體特性分析儀高值電壓的精確校準(zhǔn)方法，其特征在于包括以下步驟:
[0014](I)將高壓分壓器送往上級計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)，獲取其1000V?3000V的分壓比，并計(jì)算其電壓系數(shù)，確定其是否滿足預(yù)期校準(zhǔn)要求，如果滿足要求則在于上級機(jī)構(gòu)的溫濕度環(huán)境相同的條件下使用上述高壓分壓器對被校半導(dǎo)體特性分析儀進(jìn)行1000V?3000V范圍內(nèi)任意電壓值的校準(zhǔn)；如果不滿足預(yù)期的校準(zhǔn)要求則進(jìn)行下一步；
[0015](2)復(fù)現(xiàn)上級計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)的溫濕度環(huán)境，在1000V下利用高精度多功能校準(zhǔn)器，標(biāo)定上述高壓分壓器的1000V標(biāo)準(zhǔn)分壓比的量值；
[0016](3)利用標(biāo)定好的高壓分壓器對被校半導(dǎo)體特性分析儀進(jìn)行1000V?3000V范圍內(nèi)任意電壓值的校準(zhǔn)。
[0017]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述方法是用重新進(jìn)行高精度標(biāo)定后的高壓分壓器對半導(dǎo)體特性分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，提高了半導(dǎo)體特性分析儀測量高值電壓的準(zhǔn)確性，從而提高了寬禁帶器件的高擊穿電壓特性的測試準(zhǔn)確度，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的高壓校準(zhǔn)連接圖；
[0020]圖2是本發(fā)明步驟(2)中對高壓分壓器進(jìn)行標(biāo)定的接線圖；
[0021]圖3是本發(fā)明步驟(3)中對半導(dǎo)體特性分析儀進(jìn)行高壓值校準(zhǔn)的接線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0024]本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體特性分析儀高值電壓的精確校準(zhǔn)方法，具體包括以下步驟:
[0025]1、計(jì)算電壓系數(shù)
[0026]電壓系數(shù)的定義為:當(dāng)施加的電壓變化時，高值分壓器的阻值可能發(fā)生很大的變化，這種現(xiàn)象稱為電阻器的電壓系數(shù)，就是每單位電壓變化所引起的電阻值變化的百分變化量，用公式(I)表示。

【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體特性分析儀高值電壓的精確校準(zhǔn)方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將高壓分壓器送往上級計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)，獲取其100V?3000V的分壓比，并計(jì)算其電壓系數(shù)，確定其是否滿足預(yù)期校準(zhǔn)要求，如果滿足要求則在于上級機(jī)構(gòu)的溫濕度環(huán)境相同的條件下使用上述高壓分壓器對被校半導(dǎo)體特性分析儀進(jìn)行1000V?3000V范圍內(nèi)任意電壓值的校準(zhǔn)；如果不滿足預(yù)期的校準(zhǔn)要求則進(jìn)行下一步； (2)復(fù)現(xiàn)上級計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)的溫濕度環(huán)境，在1000V下利用高精度多功能校準(zhǔn)器，標(biāo)定上述高壓分壓器的1000V標(biāo)準(zhǔn)分壓比的量值； (3)利用標(biāo)定好的高壓分壓器對被校半導(dǎo)體特性分析儀進(jìn)行1000V?3000V范圍內(nèi)任意電壓值的校準(zhǔn)。
【文檔編號】G01R35/00GK104076312SQ201410293662
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】鄭世棋, 喬玉娥, 王一幫, 劉巖, 翟玉衛(wèi), 吳愛華, 梁法國, 孫曉穎, 許曉青, 程曉輝, 劉霞美 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所