超低直流电流mosfet晶圆级表征keysightb1500a半导体器件分析仪
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超低直流电流mosfet晶圆级表征keysightb1500a半导体器件分析仪
纳米器件正常运行需要较低的信号级和较低的功率级。要表征此类器件及其半导体制程，能否
采用精确的低电流测量至关重要。keysightb1500a半导体器件分析仪支持subfa范围内的电流
测量，因此能够满足上述要求。本应用指南将介绍如何使用b1500a的超低电流测量能力精确评
估mosfet的亚阈值特性
keysightb1500a低电流测量的
主要特性
b1500a主机有10个模块插槽，支持多个
源/监视单元(smu)模块类型，如高分辨
率smu(hrsmu)、中功率smu(mpsmu)和
高功率smu(hpsmu)。用户可依据具体
器件测量要求自定义b1500a的配置。
b1500a低至subfa范围内的低电流测量主
要依赖于其下列特征:
–hrsmu的电流测量分辨率为1fa，测
量偏移为15fa。此外，hrsmu兼容
可选的阿安测量与开关单元(asu)，
一起使用时，其低电流测量分辨率
能达到100aa(0.1fa)，而测量偏移可
达12fa。
–keysight采用kelvin三轴电缆连接
b1500a和半自动晶圆探针台，相比普
通三轴电缆，kelvin电缆产生的电子噪
声和泄漏更小。此外，kelvin三轴电缆
产生的电动势(emf)也比普通三轴电缆
小。几乎所有晶圆探针台生产商使用
的连接板都支持keysight的kelvin三轴
电缆，因此不需要焊接或其它特别的
连接工艺。也就是说，用户无需担心焊
接中助溶剂或印油会产生泄漏路径。注
意：由于较短的测量电缆产生的固有泄
漏和噪声也较小，因此为达到最佳低
电流测量，keysight推荐使用1.5m长
的kelvin三轴电缆来连接b1500a和晶
圆探针台。
–b1500a还具有零偏移和自校准功能，
能减少测量电缆和探针的固有偏移电流
和电压。这些功能还能够消除热效应和
emf效应产生的误差，因此大大改善了
超低电流测量。
有一些探针台的设计支持与b1500a的连
接。所有测量路径都做好了防护和屏蔽工
作，包括晶圆载物台(衬底)的连接。用户
能够测量表面泄漏和大容量泄漏，从而充
分利用b1500a的各项功能。
......
结论
b1500a能执行超低电流测量，这对
于纳米半导体器件的评估非常重要。
b1500a的hrsmu/asu组合的分辨率达
0.1fa，能精确表征各种参数，如栅极绝
缘层泄漏、mosfet衬底电流、二极管反
向偏压特征和双极型晶体管gummel图
形。b1500a不需要专门设计大型的测试
结构，因此能够直接测量用户在集成电路
中所用的实际大小的器件。
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