半导体特性分析仪高值电压的精确校准方法
【专利摘要】本发明公开了一种半导体特性分析仪高值电压的精确校准方法，涉及专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备【技术领域】。包括以下步骤：将高压分压器送往上级计量技术机构，获取其1000V～3000V的分压比，并计算其电压系数，确定其是否满足预期校准要求；如果不满足要求，则复现上级计量技术机构的温湿度环境，在1000V下利用高精度多功能校准器，标定上述高压分压器的1000V标准分压比的量值；利用标定好的高压分压器对被校半导体特性分析仪进行1000V～3000V范围内任意电压值的校准。所述方法提高了半导体特性分析仪测量高值电压的准确性。
【专利说明】半导体特性分析仪高值电压的精确校准方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备【技术领域】，尤其涉及一种半导体特性分析仪高值电压的精确校准方法。
【背景技术】
[0002]历来半导体行业都把器件各项特性参数，如器件的1-V曲线、C-V曲线、表面漏电流、击穿电压等参数作为必不可少的基础测试项目。半导体器件特性分析仪能够满足上述参数的测试需求，在器件研制、生产、测试、使用各个环节有着不可或缺的作用。随着微纳技术的兴起和宽禁带材料的广泛使用，器件测试工程师对半导体器件特性分析仪的测试性能提出了新的要求，即向着测量范围宽、准确度高、自动化程度高、数据处理能力强的方向发展。传统图示仪已经远远不能满足上述要求。为了更好满足当代先进器件提出的测量挑战，新一代半导体器件特性分析仪(典型型号如Agilent B1500A)应运而生，具备测量范围宽、准确度高、满足新兴材料如SiC或GaN等宽禁带器件的高击穿电压特殊测试条件要求等特点。
[0003]在高压测试方面，其可以满足新兴材料的高击穿电压特殊测试条件的要求。使用该类仪器测试的宽禁带器件数量与日俱增，包括种类有MESFET、HEMET, MMIC等，因此测试准确度与否直接关系到此类器件的性能指标，进而对整个武器装备的质量可靠性有着决定性的作用。
[0004]为了实现高击穿电压参数的校准，提高测量准确度，设计一种适用于1000V?3000V直流条件下高电压参数的校准方法是非常有必要的。该校准方法将为提高宽禁带器件测试分析能力和设计开发水平提供有力的高压测试保障。
[0005]现有常规实验室用于校准高压参数的方法采用的是“分压器法”，接线如图1所示，其优点有:
[0006]I)操作简单，对环境条件要求低。整个校准过程所需标准器为一分压器和数字多用表，只需连接两根线缆；整个过程在常温下进行即可。
[0007]2)计算过程简易，不需要考虑分压器的电压系数、温度系数带来的影响。
[0008]其缺点主要体现在:
[0009]I)技术指标差。商品化的高压分压器最大允许误差仅为±1%，而被校仪器的出厂指标为±0.03%，显然无法满足计量校准要求(±0.01%)。
[0010]2)分压比不准确。分压比作为分压器的关键参数，通常状态下标称值为1000:1，仅为测量范围内的通用值，并没有考虑电压系数和温度系数带来的影响，引入了不确定度分量，因此大大降低了其高压校准的准确度，进而无法对被校仪器进行精确校准。
[0011]3)环境条件恶劣，高压分压器的准确度难以保证。由于高压分压器的内部是由高值电阻器组成的(一般阻值在1GQ)，高兆欧电阻器阻值易受温度系数、环境湿度、电压系数的影响，造成不同功率、不同温湿度环境下相应高压分压器的比例系数不一致，进而给校准的准确度带来影响。
【发明内容】
[0012]本发明所要解决的技术问题是提供一种半导体特性分析仪高值电压的精确校准方法，所述方法提高了半导体特性分析仪测量高值电压的准确性。
[0013]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种半导体特性分析仪高值电压的精确校准方法，其特征在于包括以下步骤:
[0014](I)将高压分压器送往上级计量技术机构，获取其1000V?3000V的分压比，并计算其电压系数，确定其是否满足预期校准要求，如果满足要求则在于上级机构的温湿度环境相同的条件下使用上述高压分压器对被校半导体特性分析仪进行1000V?3000V范围内任意电压值的校准；如果不满足预期的校准要求则进行下一步；
[0015](2)复现上级计量技术机构的温湿度环境，在1000V下利用高精度多功能校准器，标定上述高压分压器的1000V标准分压比的量值；
[0016](3)利用标定好的高压分压器对被校半导体特性分析仪进行1000V?3000V范围内任意电压值的校准。
[0017]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:所述方法是用重新进行高精度标定后的高压分压器对半导体特性分析仪进行校准，提高了半导体特性分析仪测量高值电压的准确性，从而提高了宽禁带器件的高击穿电压特性的测试准确度，保证测量结果的准确可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0019]图1是现有技术的高压校准连接图；
[0020]图2是本发明步骤(2)中对高压分压器进行标定的接线图；
[0021]图3是本发明步骤(3)中对半导体特性分析仪进行高压值校准的接线图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0024]本发明公开了一种半导体特性分析仪高值电压的精确校准方法，具体包括以下步骤:
[0025]1、计算电压系数
[0026]电压系数的定义为:当施加的电压变化时，高值分压器的阻值可能发生很大的变化，这种现象称为电阻器的电压系数，就是每单位电压变化所引起的电阻值变化的百分变化量，用公式(I)表示。
【权利要求】
1.一种半导体特性分析仪高值电压的精确校准方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将高压分压器送往上级计量技术机构，获取其100V?3000V的分压比，并计算其电压系数，确定其是否满足预期校准要求，如果满足要求则在于上级机构的温湿度环境相同的条件下使用上述高压分压器对被校半导体特性分析仪进行1000V?3000V范围内任意电压值的校准；如果不满足预期的校准要求则进行下一步； (2)复现上级计量技术机构的温湿度环境，在1000V下利用高精度多功能校准器，标定上述高压分压器的1000V标准分压比的量值； (3)利用标定好的高压分压器对被校半导体特性分析仪进行1000V?3000V范围内任意电压值的校准。
【文档编号】G01R35/00GK104076312SQ201410293662
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】郑世棋, 乔玉娥, 王一帮, 刘岩, 翟玉卫, 吴爱华, 梁法国, 孙晓颖, 许晓青, 程晓辉, 刘霞美 申请人:中国电子科技集团公司第十三研究所