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微电子教学实验室建设方案——微电子器件及材料实验测试平台

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发表于 2019-6-20 17:12:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
关键词: 电子 , 材料 , 半导体 , 二极管 , 高校
★本科生微电子器件及材料实验测试平台基本功能
实验名称
测试参数
金属-氧化物-半导体场效应晶体管特性的IV特性测试实验
· 输出特性曲线
· 转移特性曲线
· 跨导gm
· 击穿电压BVDS
四探针法测量半导体电阻率测试实验
· 四探针法电阻率ρ
· 材料阻值R
MOS电容的准静态CV特性测试实验
· 准静态CV特性曲线
半导体霍尔效应测试实验
· 霍尔电压VH
· 霍尔电阻率ρ
· 霍尔系数RH
· 载流子浓度n
· 霍尔迁移率u
激光二极管LD的LIV特性测试
· LIV特性曲线
· 阈值电流Ith
· 阈值电流对应电压值Vth
· 拐点Kink
· 线性电阻Rs
太阳能电池的特性表征
· 开路电压Voc
· 短路电流Isc
· 功率最大值Pmax
· 填充因子FF
· 转换效率η
· 串联电阻Rs
· 旁路电阻Rsh

★本科生微电子器件及材料实验测试平台核心
§
测试平台的核心 – 源测量单元 (源表, SMU)
多通道配置四象限模式
四线/开尔文测试功能
小信号测试
file:///C:/Users/liuyang/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8513.tmp.png满足先进器件和材料测试需求
标准器件测试库

1.png
  
★本科生微电子器件及材料实验测试基础平台和升级选件
2.png


★本科生微电子器件及材料实验测试选型指南
2600双通道源表 专业测试软件 专业测试导线 夹具盒
积分球 暗电流测试表 开关
手动探针台
磁场
实验一:晶圆级分立器件IV特性分析
实验二:四探针发测量半导体电阻率测试
               
实验三:MOS电容的准静态CV特性测试
实验四:半导体霍尔效应测试
                       
       
实验五:光电器件LIV特性测试
实验六:太阳能电池的特性表征
               
基础平台:
2600双通道源表 + 专业测试软件+ 专业测试导线+ 夹具盒 +手动探针台
升级选件:
积分球,暗电流测试表,开关,磁场

★本科生微电子器件及材料实验测试平台优势
满足本科生基础教学实验中微电子器件和材料测试需求
测试设备和软件简单易用,专业权威,方便学生动手操作
核心设备测试精度高,满足新材料和新器件的指标要求
以基础平台为起点,可逐步升级,满足日益增加的实验室测试需求

附录一:金属—氧化物—半导体场效应晶体管特性IV特性测试实验
q §实验目的
掌握MOSFET的输入特性测试及分析方法
§掌握MOSFET的输出特性测试及分析方法
§学习利用MOSFET的电学特性曲线求解各种参数
q q实验原理
§金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)是集成电路中特别重要的元器件。通过对MOSFET的直流输入特性、输出特性等电学特性测试,可以推算出器件的阈值电压、导通电阻、击穿电压、跨导等重要参数。
q
q 实验设备和测试结果
                                                      
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附录二:MSO电容的准静态CV特性测试实验
q 实验目的
§ 掌握准静态法测量界面态密度分布的原理
§ 熟练掌握准静态C-V测量系统的使用方法
q 实验原理
§ 通过测试MOS电容的高频和低频C-V特性曲线可以得到栅氧化层厚度、界面
态密度、平带电容、平带电压等参数。
q 实验设备和测试结果

4.png


附录三:半导体霍尔效应测试实验
q 实验目的
§ 理解和掌握霍尔效应的原理
§ 掌握霍尔效应的测量方法
§ 掌握霍尔效应的分析方法
q 实验原理
§ 霍尔系数的符号来判断半导体材料的导电类型,是N型还是P型;根据霍尔系数及其与温度的关系可以计算载流子的浓度,以及载流子浓度同温度的关系,由此可以确定材料的禁带宽度和杂质电离能;通过霍尔系数和电阻率的联合测量能够确定载流子的迁移率,用微分霍尔效应法可测纵向载流子浓度分布;测量低温霍尔效应可以确定杂质补偿度。
q 实验设备和测试结果
5.png



附录四:激光二极管LD的LIV特性测试实验
q 实验目的
掌握激光二极管LD的基本原理
掌握激光二极管LD的测量方法
学习利用激光二极管LD的LIV特性曲线求解各种参数
q 实验原理
§ 半导体激光二极管(LD)或简称半导体激光器,它通过受激辐射发光,是一种阈值器件,适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。一般用注入电流值来标定阈值条件,也即阈值电流      LIV特性是选择半导体激光器的重要依据。
q 实验设备和测试结果
6.png                                     


附录五:太阳能电池的特性表征
q 实验目的
§ 掌握太阳能电池的基本原理
§ 掌握太阳能电池的特性测试及分析方法
§ 学习利用太阳能电池的电学特性曲线求解各种参数
q 实验原理
§ 光能就以产生电子-空穴对的形式转变为电能。如果半导体内存在P-N结,则  在P型和N型交界面两边形成势垒电场,能将电子驱向N区,空穴驱向P区,   在P-N结附近形成与势垒电场相反的光生电场。若分别在P型层和N型层焊上
金属引线,接通负载,则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池原件,
把它们串联、并联起来,就能产生一定的电压和电流,输出功率。
q 实验设备和测试结果
7.png

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