半導體特性分析儀高值電壓的精確校準方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導體特性分析儀高值電壓的精確校準方法，涉及專門適用于制造或處理半導體或固體器件或其部件的方法或設備【技術領域】。包括以下步驟：將高壓分壓器送往上級計量技術機構，獲取其1000V～3000V的分壓比，并計算其電壓系數(shù)，確定其是否滿足預期校準要求；如果不滿足要求，則復現(xiàn)上級計量技術機構的溫濕度環(huán)境，在1000V下利用高精度多功能校準器，標定上述高壓分壓器的1000V標準分壓比的量值；利用標定好的高壓分壓器對被校半導體特性分析儀進行1000V～3000V范圍內任意電壓值的校準。所述方法提高了半導體特性分析儀測量高值電壓的準確性。
【專利說明】半導體特性分析儀高值電壓的精確校準方法

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

【背景技術】
[0002]歷來半導體行業(yè)都把器件各項特性參數(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測試項目。半導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、測試、使用各個環(huán)節(jié)有著不可或缺的作用。隨著微納技術的興起和寬禁帶材料的廣泛使用，器件測試工程師對半導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、準確度高、自動化程度高、數(shù)據(jù)處理能力強的方向發(fā)展。傳統(tǒng)圖示儀已經遠遠不能滿足上述要求。為了更好滿足當代先進器件提出的測量挑戰(zhàn)，新一代半導體器件特性分析儀(典型型號如Agilent B1500A)應運而生，具備測量范圍寬、準確度高、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。
[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，因此測試準確度與否直接關系到此類器件的性能指標，進而對整個武器裝備的質量可靠性有著決定性的作用。
[0004]為了實現(xiàn)高擊穿電壓參數(shù)的校準，提高測量準確度，設計一種適用于1000V?3000V直流條件下高電壓參數(shù)的校準方法是非常有必要的。該校準方法將為提高寬禁帶器件測試分析能力和設計開發(fā)水平提供有力的高壓測試保障。
[0005]現(xiàn)有常規(guī)實驗室用于校準高壓參數(shù)的方法采用的是“分壓器法”，接線如圖1所示，其優(yōu)點有:
[0006]I)操作簡單，對環(huán)境條件要求低。整個校準過程所需標準器為一分壓器和數(shù)字多用表，只需連接兩根線纜；整個過程在常溫下進行即可。
[0007]2)計算過程簡易，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]其缺點主要體現(xiàn)在:
[0009]I)技術指標差。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為±0.03%，顯然無法滿足計量校準要求(±0.01%)。
[0010]2)分壓比不準確。分壓比作為分壓器的關鍵參數(shù)，通常狀態(tài)下標稱值為1000:1，僅為測量范圍內的通用值，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的準確度，進而無法對被校儀器進行精確校準。
[0011]3)環(huán)境條件惡劣，高壓分壓器的準確度難以保證。由于高壓分壓器的內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)境下相應高壓分壓器的比例系數(shù)不一致，進而給校準的準確度帶來影響。


【發(fā)明內容】

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

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0019]圖1是現(xiàn)有技術的高壓校準連接圖；
[0020]圖2是本發(fā)明步驟(2)中對高壓分壓器進行標定的接線圖；
[0021]圖3是本發(fā)明步驟(3)中對半導體特性分析儀進行高壓值校準的接線圖。

【具體實施方式】
[0022]下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023]在下面的描述中闡述了很多具體細節(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施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內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施例的限制。
[0024]本發(fā)明公開了一種半導體特性分析儀高值電壓的精確校準方法，具體包括以下步驟:
[0025]1、計算電壓系數(shù)
[0026]電壓系數(shù)的定義為:當施加的電壓變化時，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。

【權利要求】
1.一種半導體特性分析儀高值電壓的精確校準方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將高壓分壓器送往上級計量技術機構，獲取其100V?3000V的分壓比，并計算其電壓系數(shù)，確定其是否滿足預期校準要求，如果滿足要求則在于上級機構的溫濕度環(huán)境相同的條件下使用上述高壓分壓器對被校半導體特性分析儀進行1000V?3000V范圍內任意電壓值的校準；如果不滿足預期的校準要求則進行下一步； (2)復現(xiàn)上級計量技術機構的溫濕度環(huán)境，在1000V下利用高精度多功能校準器，標定上述高壓分壓器的1000V標準分壓比的量值； (3)利用標定好的高壓分壓器對被校半導體特性分析儀進行1000V?3000V范圍內任意電壓值的校準。
【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:中國電子科技集團公司第十三研究所