场效应管阈值电压漂移测量方法技术

本发明专利技术公开了一种场效应管阈值电压漂移测量方法，涉及场效应管电学特性测量技术领域，该方法包括步骤：在所述场效应管栅极施加恒定栅偏压Vstress一段时间后，不撤去Vstress，对栅极和漏极分别施加测量信号Vgm和Vdm，得到漏极电流-栅极电压转移特性曲线；将所述转移特性曲线与未加栅偏压Vstress时分别对栅极和漏极施加测量信号Vgm和Vdm测得的初始转移特性曲线比较得到所述场效应管的阈值电压漂移值。本发明专利技术减小了测量过程中外加测量信号对场效应管电学特性的影响，能准确地测量场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及场效应管电学特性測量
，特别涉及一种场效应管阈值电压漂移測量方法。
技术介绍
场效应晶体管(Field Effect Transistor,简称场效应管)的开启和关闭由栅极信号控制。当场效应管长期处于工作状态时，栅极偏压的作用会导致场效应管电学特性出现不稳定，例如发生阈值电压漂移。在场效应管设计中要根据短期的阈值电压漂移特性预测其能达到的工作寿命，此外，为改进场效应管制备エ艺，需要研究清楚场效应管在栅极偏压作用下产生阈值电压漂移的机制，这都需要准确地测量出场效应管在栅极偏压作用下其阈值电压的漂移特性。 现有的測量场效应管阈值电压漂移特性的方法步骤如下先測量未加栅偏压时场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线；然后施加栅偏压Vstass，如图I所示，一定时间后撤去栅偏压，在栅极和漏极分别施加測量信号得到栅偏压作用后场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线；图中示出场效应管在未加栅偏压时(虚线所示)和作用栅偏压一段时间后的转移特性曲线(实线所示)。由转移特性曲线的线性区(对应场效应管线性工作区)线性外推与Vg轴的截距为阈值电压值vth。在施加栅偏压不同时间段后测量场效应管的转移特性曲线，将各时间段测得的阈值电压漂移值与未加栅偏压时的初始阈值电压值比较，得到场效应管阈值电压随栅偏压作用时间的漂移特性AVth(t)。场效应管在撤去栅偏压后很短的时间内(秒量级)，其阈值电压漂移就会有很快的恢复。而测量场效应管的转移特性，外加的測量信号V011和Vdffl的扫描时间在分钟量级。当需要測量场效应管受栅偏压作用时间很短时的阈值电压漂移特性，例如小于分钟量级，采用上述现有的測量方法，撤去栅偏压会造成阈值电压漂移的恢复，而且測量信号对场效应管电学特性的影响与所施栅偏压的作用相当，这样测得的阈值电压漂移特性是栅偏压、撤去栅偏压后阈值电压漂移恢复及外施于栅极的加測量信号综合作用的效果，无法准确地测量出场效应管因栅偏压作用产生的阈值电压漂移特性。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何更准确地測量场效应管在栅偏压作用下产生的阈值电压漂移特性，如何在测量过程中减小外加測量信号对场效应管电学特性的影响。( ニ )技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种场效应管阈值电压漂移測量方法，在所述场效应管栅极施加恒定栅偏压Vstass —段时间后，不撤去Vstoss,对栅极和漏极分别施加測量信号Vgm和vdm，得到漏极电流-栅极电压转移特性曲线；将所述转移特性曲线与未加栅偏压Vstass时分别对栅极和漏极施加測量信号Vsn和Vdffl测得的初始转移特性曲线比较得到所述场效应管的阈值电压漂移值。其中，所述测量信号Vgm和Vdffl是周期为T的同步脉冲信号。其中，所述测量信号Vgm为脉冲电压周期递增或递减的直流或交流脉冲信号。其中，所述脉冲信号的相邻周期的脉冲电压变化量AV011相等。其中，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压周期递增的正或负直流脉冲信号。其中，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压周期递减的正或负直流脉冲信号。其中，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压由负到正周期递增的交流脉冲信号。 其中，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压由正到负周期递减的交流脉冲信号。其中，所述脉冲信号周期T小于10微秒。其中，所述脉冲信号的占空比Tm/T小于1/3。其中，所述Vstoss与Vgm的叠加信号的电压为-20V 30V。其中，所述Vdm为正或负直流脉冲信号，其信号幅度IVdJ为25 100mV。(三)有益效果本专利技术的场效应管阈值电压漂移測量方法中，将测量信号Vgm叠加在栅偏压Vstass上，消除了因撤去栅偏压作用造成场效应管阈值电压漂移恢复的影响，測量场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性更加准确。另外，栅极外加的測量信号Vgm为脉冲电压周期递增或递减，脉冲电压初始值及其周期变化量可调、脉冲宽度亦可调的脉冲信号，漏极外加的測量信号Vdffl为脉冲电压和脉冲宽度分别可调且与Vsn同步的脉冲信号，通过调节外加测量信号的脉冲电压和脉冲宽度能够降低测量过程中外加信号对场效应管固有电学特性的影响，使測量结果更加准确。附图说明图I是现有技术的ー种场效应管阈值电压漂移測量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加測量信号的示意图，(C)为测得到Id-Vg曲线图；图2是本专利技术实施例I的一种场效应管阈值电压漂移測量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加測量信号的示意图，(C)为测得到Id-Vg曲线图；图3是本专利技术实施例2的一种场效应管阈值电压漂移測量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加測量信号的示意图，(C)为测得到Id-Vg曲线图；图4是本专利技术实施例3的一种场效应管阈值电压漂移測量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加測量信号的示意图，(C)为测得到Id-Vg曲线图；图5是本专利技术实施例4的一种场效应管阈值电压漂移測量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加測量信号的示意图，(C)为测得到Id-Vg曲线图。图6是本专利技术实施例5的一种场效应管阈值电压漂移測量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加測量信号的示意图，(C)为测得到Id-Vg曲线图。图7是本专利技术实施例6的一种场效应管阈值电压漂移測量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加測量信号的示意图，(C)为测得到Id-Vg曲线图。具体实施例方式本专利技术的场效应管阈值电压漂移測量方法中，在场效应管的栅极施加恒定栅偏压Vstoss，作用一段时间后，在栅极和漏极分别叠加脉冲宽度、脉冲电压均可调的周期为T(微秒量级)的同步脉冲測量信号Vgm和Vdffl，不撤去栅偏压进行测量，以更准确地测量出场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。以下结合附图和实施例对本专利技术进行具体说明，但不用来限制本专利技术的范围。实施例I如图2 (a)所示，首先在场效应管的栅极施加恒定栅偏压Vstass使场效应管产生阈值电压漂移。通常将源、漏极接地，在栅极施加ー恒定偏压Vstass，此实施例中Vstass为正偏压，将该Vstass作用于场效应管栅极一段时间后，即可测量场效应管阈值电压随栅偏压作用时间的漂移特性。 如图2(b)所示，在场效应管的栅极和漏极分别施加周期为T的同步脉冲信号Vgm和vdm，此实施例中Vdm信号为正直流脉冲，图中示出的測量周期包含nT个脉冲周期，測量周期内包含的具体脉冲周期个数可根据实际測量需要调整。该测量周期内，栅极所受电压为Vstress和Vgm的叠加信号。不撤去栅偏压Vstoss，可以确保场效应管的阈值电压漂移是因栅偏压作用产生的，消除了现有技术中撤去栅偏压造成阈值电压漂移恢复及外加的Vgm和Vdffl信号对阈值电压漂移的影响。因此，能够准确地測量出场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。为了减小外加測量信号对场效应管固有电学特性的影响，在栅极和漏极分别施加的Vgm和Vdm信号为脉冲宽度和脉冲电压均可调的同步脉冲信号，本实施例中，Vsn为脉冲电压周期递增的负直流脉冲信号，其脉冲电压周期变化量为△ Vgm，优选地，相邻周期的脉冲电压变化量AV511相等。为满足实际测量需要，可分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种场效应管阈值电压漂移測量方法，其特征在于，在所述场效应管栅极施加恒定栅偏压Vstoss —段时间后，不撤去Vstass,对栅极和漏极分别施加測量信号Vgm和Vdffl,得到漏极电流-栅极电压转移特性曲线；将所述转移特性曲线与未加栅偏压Vstass时分别对栅极和漏极施加測量信号Vgm和Vdffl测得的初始转移特性曲线比较得到所述场效应管的阈值电压漂移值。2.如权利要求I所述的场效应管阈值电压漂移測量方法，其特征在于，所述测量信号Vsn和Vdffl是周期为T的同步脉冲信号。3.如权利要求2所述的场效应管阈值电压漂移測量方法，其特征在于，所述测量信号Vsn为脉冲电压周期递增或递减的直流或交流脉冲信号。4.如权利要求3所述的场效应管阈值电压漂移測量方法，其特征在于，所述脉冲信号 的相邻周期的脉冲电压变化量AVgm相等。5.如权利要求3所述的场效应管阈值电压漂移測量方法，其特征在于，所述脉冲信号V511为脉冲电压周期递增的正或负直流脉冲信号。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱夏明，孙亮，郝昭慧，林承武，邵喜斌，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：