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一种基于GaN器件1/f噪声的可靠性测试系统技术方案

技术编号:41649312 阅读:22 留言:0更新日期:2024-06-13 02:39
本发明专利技术公开了一种基于GaN器件1/f噪声的可靠性测试系统,属于半导体器件测试领域。该系统包括半导体参数分析仪、探针台、放大电路、数字IO设备、金属机箱、计算机PC、采集卡及其机箱;通过运算放大器对器件电流进行放大得到电压信号,通过采集卡采集电压信号进行分析,从而对器件的可靠性进行表征与评估;通过数字IO设备控制继电器来控制放大电路是否接入,实现器件噪声测试和器件IV特性测试的切换;使用继电器控制接入运算放大器电路的反馈电阻,控制放大倍数,应对不同数量级电流的场景;通过计算机PC控制系统中各设备,实现对GaN器件1/f噪声的自动测试。本发明专利技术有测试电流范围大、自动化程度高、抗干扰能力强等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件测试领域,具体是一种实现对gan器件1/f噪声的自动测试系统,从而进行可靠性评估的方法。


技术介绍

1、氮化镓(gan)作为第三代半导体材料中的代表,具有禁带宽度大,饱和电子漂移速率高的特点,能够更有效地应对高频、高功率场景下功率电子器件对材料的要求,所以受到了产业界的广泛关注。基于gan材料的高电子迁移率晶体管(hemt)具有很高的迁移率和载流子密度,所以很适合高频大功率应用,是理想的微波功率器件。gan材料的禁带宽度可以覆盖整个可见光谱,所以在传统半导体无法制备的短波长光电子器件领域也有广泛的应用。

2、1/f噪声,也被称为闪烁噪声(flicker noise),因其功率谱密度(power spectraldensity,psd)在对数坐标系下,随频率的增加而下降,并且有psd∝1/fγ(γ的范围通常在0.7~1.5之间)的特征,所以被称为1/f噪声。在半导体器件中,1/f噪声对器件的缺陷及退化较为敏感,当器件中缺陷较多时,1/f噪声会有上升。所以可以通过测量器件的1/f噪声,评估器件中缺陷的水平,是一种有用的可靠性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于GaN器件1/f噪声的可靠性测试系统,其特征在于,包括半导体参数分析仪、探针台、金属机箱、放大电路、采集卡、采集卡机箱、数字I/O设备和计算机PC;所述半导体参数分析仪包括两个输出测量单元SMU,用于对待测GaN器件施加电压,其中一个SMU接探针台上待测GaN器件的栅极接口,另一个SMU接探针台上待测GaN器件的漏极接口;所述探针台作为放置GaN器件的载体,探针台的探针接触待测GaN器件的电极:源极、栅极和漏极,栅极、漏极连接SMU输入,源极输出电流信号至放大电路;所述金属机箱用来屏蔽外界电磁干扰,金属机箱内放置放大电路的电路板和采集卡;所述放大电路包括运算放大器、继电器模块...

【技术特征摘要】

1.一种基于gan器件1/f噪声的可靠性测试系统,其特征在于,包括半导体参数分析仪、探针台、金属机箱、放大电路、采集卡、采集卡机箱、数字i/o设备和计算机pc;所述半导体参数分析仪包括两个输出测量单元smu,用于对待测gan器件施加电压,其中一个smu接探针台上待测gan器件的栅极接口,另一个smu接探针台上待测gan器件的漏极接口;所述探针台作为放置gan器件的载体,探针台的探针接触待测gan器件的电极:源极、栅极和漏极,栅极、漏极连接smu输入,源极输出电流信号至放大电路;所述金属机箱用来屏蔽外界电磁干扰,金属机箱内放置放大电路的电路板和采集卡;所述放大电路包括运算放大器、继电器模块;所述运算放大器将输入的电流信号转化为电压信号,输出至采集卡采集;所述运算放大器接多路阻值不同的反馈电阻,通过所述继电器模块控制将所需要的反馈电阻连接到放大电路中;所述继电器模块包括多个继电器及其继电器驱动电路,每一个继电器对应一个继电器驱动电路,在继电器驱动电路的控制下,其中一个继电器连接所述运算放大器的反相输入端,控制放大电路是否接入到系统中,实现控制器件噪声测试和器件iv特性测试的切换,其他继电器与所述运算放大器多路反馈电阻一一对应连接,继电器进行开关切换选择接入不同的反馈电阻,从而改变接入电路中反馈电阻的数量和阻值大小,进行不同电流范围时的测试;所述继电器驱动电路为晶体管继电器驱动电路,包括双极型结型晶体管组成的放大电路;所述采集卡,采集运算放大器输出的模拟电压信号,将其转化为数字信号;所述采集卡机箱,用于连接所述计算机pc和所述采集卡,为采集卡供电,让计算机pc和采集卡进行通信;所述数字i/o设备,其输入为来自计算机pc中控制程序输出的控制信号,具有多个输出通道,能输出多路数字高电平或低电平,用于驱动所述继电器选择所述放大电路中运算放大器连接的多路反馈电阻;所述计算机pc,通过usb线连接所述采集卡机箱,对所述采集卡输出的数字信号进行处理,通过usb线连接控制所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:王茂俊张嘉莘
申请(专利权)人:北京大学
类型:发明
国别省市:

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