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半導體參數分析、電流-電壓(IV)、電容-電壓(CV)測量、快速脈衝IV測量

作者:東譜科技 瀏覽: 發表時間:2025-03-10 09:17:52


半導體參數分析、電流-電壓(IV)、電容-電壓(CV)測量、快速脈衝IV測量

01
背景介紹

隨著半導體技術的飛速發展,新型器件(如寬禁帶材料器件、量子點器件、先進邏輯芯片等)對電學參數測試提出了更高要求。傳統的半導體測試設備往往面臨功能單一、精度不足、動態響應慢等挑戰,難以滿足高頻、高靈敏度、多場景協同測試的需求。

東譜科技依托十餘年半導體測試技術積累,推出新一代模塊化半導體參數分析儀FluxDancer。該設備集電流電壓(IV)、電容電壓(CV)、阻抗分析、噪聲測試等功能於一體,支持從基礎特性到動態響應的全維度測試,覆蓋有源/無源器件、太陽能電池、晶體管(FET/BJT)等多種電子元器件。FluxDancer憑借其超高精度、靈活擴展性及智能化操作,為半導體研發與生產提供高效、可靠的測試解決方案,助力突破器件性能極限,加速技術產業化進程。

02

設備介紹

(一)原理

FluxDancer半導體參數分析儀是由Oriental Spectra精心打造的高精度測試設備,專為測量和分析半導體器件的電學特性而設計。這款儀器融合了眾多前沿測量技術,包括電源、電壓表、電流表、LCR表和開關矩陣等,使其能夠執行電流-電壓(IV)和電容-電壓(CV)測量,以及快速脈衝IV測量等多種測試。

半導體參數分析的核心在於精準捕獲器件在電、光、熱等多物理場耦合下的動態響應特性。FluxDancer通過高精度信號源與采集模塊的協同控製,實時解析器件的電流、電壓、電容、阻抗等參數,並結合多維數據分析算法,揭示器件內部載流子輸運、界面缺陷、能帶結構等關鍵信息,為器件優化提供理論依據。

(二)技術特點

FluxDancer半導體參數分析儀緻力於提供高精度與高分辨率的測試體驗,廣泛適用於半導體研發、製程開發、器件可靠性及光電器件測試等領域。其集成設計較傳統多儀器組合更具優勢,支持廣泛的電壓和電流測量範圍,可檢測飛安級別的微小電流,還能進行兆赫茲頻率的CV測量。設備支持IV、CV、脈衝IV等多種測量模式,能夠在短時間內完成複雜的測試任務,並提供實時數據分析。

同時,FluxDancer具備模塊化設計,易於升級和擴展,配備圖形化操作軟件,簡化操作流程,支持自動化測試,可自動生成測試報告,包括器件特性分析、模型提取等。

(三)技術優勢

FluxDancer半導體參數分析儀具備卓越的動態響應與高頻測試能力,其SuperPIV模式支持10ns級超短脈衝,能夠精準捕捉如GaN、SiC等寬禁帶器件的瞬態特性,有效避免因自熱效應導緻的測量偏差。同時,設備的阻抗分析帶寬擴展至10MHz,滿足高頻器件(例如射頻晶體管)的寄生參數提取需求。此外,FluxDancer支持電壓、電流、溫度、光照等多變量的聯動控製,可實時獲取器件在複雜工況下的性能演變規律,並結合噪聲與阻抗數據,量化分析界面缺陷密度、載流子遷移率等微觀參數。其適用性廣泛,能適應多種擴展性測試場景,如與高低溫恒溫器耦合進行變溫器件性能測試,與顯微測試系統耦合進行微納器件測試,與手套箱測試耦合實現惰性氣體保護下的測試,與真空發生器測試耦合實現真空測試,與磁學部件耦合檢測磁場影響下的電學性能,以及與晶圓測試平台耦合實現對晶圓及後續半導體模組的電學測試等。

在半導體行業中,FluxDancer作為不可或缺的高精度測試工具,憑借其卓越的性能和廣泛的應用範圍,為科研人員和工程師提供了一個可靠的測量平台,助力用戶在半導體領域的探索與創新。

(四)核心功能參數

規格配置
主要技術指標
I-V 源測量單元 (SMU)大功率SMU
  • 電壓範圍:± 200 V
  • 直流電流範圍:± 1A
  • 脈衝電流範圍:± 3A
  • 最小電流分辨率:0.1 fA
  • 最小電壓分辨率:100nV
  • 電流測試精度:30fA
  • 電壓測量精度:2uV
  • 直流功率:20W或者40W可選
  • 最大脈衝功率:480W (最大電壓160V,最大電流3A)
  • 脈衝模式最小寬度:50 us,可輸出50us脈衝測試
  • 支持四象限測試
  • 支持2線或4線測試
  • 支持IV-T測試模式,最快采樣率550ns每點,數據存儲點可以設置為10K,1M,10M或100M
中等功率直流SMU
  • 電壓範圍:±45 V
  • 電流範圍:±1.5A
  • 最小電流分辨率:400 pA
  • 最小電壓分辨率:4 uV
  • 電流測試精度:100 nA
  • 電壓測量精度:900 uV
  • 支持四象限測試
  • 支持2線或4線測試
小功率直流SMU
  • 電壓範圍:±14 V
  • 電流範圍:±40 mA
  • 最小電流分辨率:200 nA
  • 最小電壓分辨率:60 uV
  • 電流測試精度:1 uA
  • 電壓測量精度:1 mV
  • 支持四象限測試
  • 支持2線或4線測試
支持源表數量
  • 1-5可選
C-V 多頻率電容單元 (CVU)
  • AC 阻抗測量 (C-V, C-f, C-t)
  • 1 kHz - 10 MHz 頻率範圍
  • ±30 V (60 V差分),內置 DC 偏置源可以擴展到 ± 210 V(420 V差分)
脈衝式I-V 超快速脈衝測量單元 (PMU)
  • 兩個獨立的高速脈衝 I-V 源和測量通道
  • 200 MSa/s,5 ns 樣點間隔
  • ±40 V (80 V p-p ),±800 mA
  • 瞬態波形捕獲模式
  • 任意波形發生器,10 ns 可編程分辨率
高壓脈衝發生器單元 (PGU)
  • 兩個高速脈衝電壓源通道
  • ±40 V (80 V p-p ),± 800 mA
  • 任意波形發生器,10 ns 可編程分辨率
I-V/C-V 多通道開關模塊 (CVIV)
  • 在 I-V 和 C-V 之間切換,無需抬起探針
  • 任意端子C-V測量,無需抬起探針
  • 支持 ±210 V DC 偏置源
1/f噪聲測試模塊(FNU)
  • 速度8~10s/bias
  • 帶寬1Hz~100KHz
  • 噪聲本底:2*1028A2/Hz
  • 全帶寬下的偏壓為±200V
電氣輸入
  • 100V~240V,50/60Hz
  • 可選配UPS不間斷電源
軟件系統
軟件
  • Windows操作系統(含嵌入式PC)
  • 圖形化全套測試軟件
  • 樣品放置完畢,僅點擊鼠標即可完成測試
  • 支持太陽能電池、發光器件、MOSFET、BJT雙極器件、晶體管器件、晶體管電容器、電阻器、二極晶管等器件的測試例程


半導體參數分析、電流-電壓(IV)、電容-電壓(CV)測量、快速脈衝IV測量
FluxDancer半導體參數分析儀是由Oriental Spectra精心打造的高精度測試設備,專為測量和分析半導體器件的電學特性而設計。這款儀器融合了眾多前沿測量技術,包括電源、電壓表、電流表、LCR表和開關矩陣等,使其能夠執行電流-電壓(IV)和電容-電壓(CV)測量,以及快速脈衝IV測量等多種測試。
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