概倫電子FS PRO三端器件測試交付方案

一、測試概述

為支持西安某高校微電子學院自主研發的三端器件性能驗證，概倫電子技術團隊攜高性能半導體參數分析儀FS PRO，聯合標準探針臺開展系統性電學測試。測試涵蓋直流IV特性與動態脈沖響應，全面表征器件在靜態與瞬態條件下的電學行為，準確提取關鍵性能參數。測試過程規范高效，數據可靠，獲得客戶高度認可。

二、測試準備

1.環境與安全

測試環境嚴格控制在溫度23±2℃、濕度40%–60%范圍內，避免溫濕度波動影響測量精度。實驗室接地良好（接地電阻≤4Ω），有效抑制電磁干擾。電源線路經安全檢查，無破損或漏電風險；設備供電匹配220V±10%、50Hz標準。操作人員全程佩戴防靜電手環、穿著防靜電服，防止靜電損傷敏感器件。

2.樣品與設備

對三端器件進行外觀檢查，確認電極（源極S、柵極G、基極B）無氧化、污染或機械損傷。必要時用無水乙醇棉簽清潔，待完全干燥后使用。

設備方面，確認FS PRO分析儀、探針臺、匹配尺寸的鎢針或鈹銅探針、屏蔽信號線及接地夾等齊全完好。按規范連接分析儀與探針臺，確保各通道接觸可靠，并完成系統接地，構建穩定測試鏈路。

三、設備調試與參數預設

開機與自檢

依次啟動探針臺與FS PRO分析儀，待系統完成初始化（約3–5分鐘）。通過概倫專用軟件執行設備自檢，驗證源測量單元（SMU）精度、信號穩定性及探針臺機械定位精度，異常情況及時排查。

探針校準

將標準校準器件置于載物臺中心，借助顯微鏡調節X/Y/Z軸，使三根探針對準對應電極并實現輕柔接觸。完成定位后保存坐標參數，提升后續測試效率與一致性。

測試參數設置

依據器件設計指標預設測試條件：

IV測試：設定柵壓Vg掃描范圍（如0–Vg_max），源-基壓Vsb掃描（0–Vsb_max），步長0.01–0.1V；電流量程啟用自動模式以兼顧精度與動態范圍；掃描速率控制在10–100 mV/s，避免信號振蕩。

脈沖測試：配置脈沖幅度、寬度（10–100 ns）、頻率（1–100 kHz）、占空比（通常50%），并設置以上升沿觸發、延遲1ns采樣，確保捕捉穩定響應階段。

四、核心測試流程

樣品測試

將待測器件平穩置于載物臺，調用預存坐標或手動微調，確保探針精準接觸S、G、B電極，避免劃傷或接觸不良。

IV特性測試

輸出特性：固定多個Vg值（如0V、0.5V、1V…），掃描Vsb（步長0.05V），記錄Is/Ib隨Vsb變化，生成Is-Vsb曲線族。

轉移特性：固定Vsb，掃描Vg（如-2V至2V，步長0.01V），獲取Is/Ib-Vg關系曲線，用于提取閾值電壓Vth（線性外推法）與跨導gm（ΔIs/ΔVg）。

每項測試重復三次，取平均值以提升數據可靠性。

脈沖特性測試

切換至脈沖模式，施加設定脈沖信號，采集瞬態電流響應波形，提取峰值電流、谷值電流、上升時間tr、下降時間tf等動態參數。通過調整脈寬與頻率，評估器件在不同動態工況下的穩定性，規避直流測試中可能的熱效應干擾。

五、數據處理與分析

測試數據導出為.csv格式，兼容Excel分析。軟件自動生成IV曲線與脈沖波形圖，結合算法提取Vth、gm、tr、tf等關鍵參數。對異常數據（如突變、斷裂）進行溯源排查，必要時復測。最終形成完整電學特性報告，對比設計目標，評估器件性能表現。

六、收尾工作

測試結束后，緩慢抬升探針，安全取下器件并妥善保存。按順序關閉軟件、分析儀與探針臺電源，拆除連接線纜并整理設備。清潔載物臺與鏡頭，填寫測試日志，記錄設備型號、樣品信息、測試條件及主要結果。

七、注意事項

嚴防靜電，尤其保護MOS結構器件柵氧層；

探針接觸輕柔，避免機械損傷；

遇設備報警（過載、短路）立即停測，排查故障；

脈沖電壓不得超過器件額定值；

測試數據實時備份，防止丟失。

本方案流程嚴謹、操作規范，充分發揮FS PRO高精度、多功能優勢，實現對三端器件全面、可靠的電學表征，為科研與工藝優化提供有力支撐。