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Laboratoires d'appareils à semiconducteurs
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Vue d'ensemble

Le laboratoire de semiconducteurs/microélectronique fait partie intégrante du programme de formation la en génie électrique. Il permet aux étudiants d'appliquer ce qu'ils ont appris dans leurs cours de physique des composants et de VLSI. Au cours sur les dispositifs à semiconducteur, les étudiants apprennent les micro/nanotechnologies de fabrication, le traitement et la caractérisation des semiconducteurs par le biais d'expériences pratiques. L'apprentissage inclut la familiarisation avec la conception, la simulation et l'intégration des processus. Une fois ces concepts compris, l'étudiant fabriquera, caractérisera et évaluera alors différents dispositifs à semiconducteur tels que des diodes, des transistors bipolaires et à effet de champ, des composants passifs et même des dispositifs à circuits intégrés.

FLes méthodologies de caractérisation les plus courantes pour tous les dispositifs à semiconducteur étudiés en laboratoire sont:
Courbe I/V type d'un MOSFET Courbe type du profil C/V
Courbe I/V type d'un MOSFET
Courbe type du profil C/V
1.Test du courant en fonction de la tension (V) pour démontrer la relation entre le courant continu à travers un composant électronique et la tension continue à ses bornes   2.Test de la capacité en fonction de la tension (C/V) pour caractériser le matériau semiconducteur et les paramètres de structure tels que la densité de pièges dans l'interface, la charge fixe et la charge d'oxyde.
Exemple de mesure
Les sujets généralement traités au laboratoire de formation sur les semiconducteurs/microélectronique comprennent la fabrication et la caractérisation de différents dispositifs:
  1. Le condensateur MOS
  Sujets
Courbes C/V (haute fréquence : 100 kHz):
Type de dopage – épaisseur de l'oxyde – potentiel de bande plate – tension de seuil – dopage en volume – largeur d'appauvrissement maximale – sensibilité de la couche d'inversion à l'équilibre : vitesse et direction de balayage en tension – effets de la lumière et de la température.
Courbe I/V:
Charge accumulée (courbe de mesure V/Temps avec une faible I de source). Détermination de la capacité de l'oxyde. Comparaison avec les courbes C/V.
Courbe C/V (quasi-statique) combinée avec les courbes C/V :
Potentiel superficiel Ψs en fonction de la tension appliquée – densité des états d'interface Dit = f(Ψs) de Si (100) comparée au Si(111) : influence de l'orientation et du recuit post-traitement.
Courbes C/U (haute fréquence : 100 kHz):
Densité des charges mobiles dans l'oxyde (contrainte de température de la polarisation : 200 °C, 10 min, ±10 V)
  2. Transistors bipolaires
  Sujets
   Caractéristiques directes de sortie de l'émetteur en mode commun
  Mesure de Ic = f (Vce>0,Ib), Iceo (f).
   Caractéristiques directes de l'entrée CE:
  Ib = f (Vbe) pour plusieurs valeurs positives de Vce.
   Courbe de Gummel directe: log Ic, log Ib = f(Vbe >0).
   Gains βf = Ic/Ib et détermination de af.
   βf en fonction de log(Ic): effets de l'injection basse et haute
   Caractéristiques non idéales: Tension précoce.
   RCaractéristiques inverses de la sortie CE: Ic=f(Vce<0,Ib), Iceo(r).
   Caractéristiques inverses de transfert CE:Ib=f(Vbe) for several Vce negative values.
   Courbe de Gummel inverse: logIe, logIb=f(Vbc>0).
  Gains βr = Ic/Ib et détermination de ar.
   βr en fonction de log(Ie): effets de l'injection basse et haute
   Détermination de Vce(sat) = Vbe(on) – Vbc(on) pour un courant Ib donné.
   Construction d'un modèle d'Ebers Moll et comparaison à l'expérience.
   Caractéristiques C/V des jonctions BE et CE. Concentration du dopage de la base.
  3. MOSFET intégré submicronique
  Sujets
 Caractéristiques de sortie: IDS = f(VDS,VGS):
Type de MOSFET p (amélioration ou appauvrissement), paramètre de modulation de la longueur du canal (λ) longueur de canal réelle en fonction de VDS dans la région de saturation (VDS<–3V)
Caractéristiques de transfert:
IDS = f(VGS) and Transconductance gm = f(VGS) in the linear region (VDS = –0.1V): Determination of the threshold voltage VT and of the transconductance factor k. Derivation of the effective channel mobility μeff as function of VGS.
Caractéristiques de polarisation du corps:
IDS = f(VGS,VBS>0), determination of the γ factor in the linear region (VDS = –0.1V). Doping concentration substrate.
Caractéristiques de sous-seuil:
log (IDS) = f(VGS) for several high VDS values: Drain Induced Barrier Lowering (VT shift) effect.
Caractéristiques du courant de substrat:
log (Ibs) = f(VGS) for several high VDS values: Hot carrier injection effects. Incidence on output characteristics at high drain levels.
 Modèle de caractéristiques de sortie employant les équations de canal long et de canal court :
comparaison aux expériences.

Présentation d'ACS Édition de base
Présentation d'ACS Édition de base
ACS Édition de base optimise le processus d'apprentissage des étudiants en ingénierie qui étudient les dispositifs électroniques de base et accélère à la fois la recherche des étudiants des classes supérieures lors de la caractérisation des dispositifs à semiconducteur ou en nanotechnologie de la prochaine génération. Combiné avec un ou plusieurs instruments Keithley SourceMeter® de la série 2600A système, ACS Édition de base est un outil à la fois puissant et facile à utiliser pour la caractérisation des composants et le tracé de courbes. Il est livré complet avec une série complète de caractérisations paramétriques, ce qui lui permet de délivrer rapidement et aisément les résultats requis pour comprendre le fonctionnement des dispositifs électroniques de base ou encore les propriétés électriques de nouveaux composants ou matériaux.
tracée de courbe d'un FET traceur de courbe classique
Lorsque vous devez acquérir rapidement certaines données sur un dispositif électronique ou une pièce en boîtier, l'interface utilisateur à assistant intégré développée pour ACS Édition de base vous permet de trouver aisément et d'exécuter le test souhaité, comme par exemple ce test courant de tracée de courbe d'un FET. Tout comme un traceur de courbe classique, ACS Édition de base peut générer rapidement une famille de courbes relatives à un dispositif électronique ou à une pièce en boîtier, mais offre en plus la possibilité d'enregistrer, de comparer et de corréler facilement les résultats.
  Principales caractéristiques et avantages:
 
  • Rapidement opérationnel pour les premières mesures - installation simple, assistant intuitif de sélection de test et tests intégrés
  • Aucun codage requis - la GUI intuitive de l'ACS simplifie la réalisation de tests I/U, des analyses et l'obtention rapide des résultats
  • Optimisé pour les applications de test, de vérification et d'analyse de composants
  • Souplesse matérielle - ajoutez ou retirez des instruments de manière dynamique pour répondre aux besoins des tests individuels
  • Bibliothèques d'application prédéfinies – un ensemble incroyablement riche de bibliothèques de tests accessibles rapidement et facilement
  • L'architecture logicielle modulaire flexible permet une évolution aisée de votre système et l'adaptation de vos applications en fonction de l'apparition de nouveaux besoins
  • La licence optionnelle GRATUITE de logiciel hors connexion simplifie le développement de nouvelles séquences de test sur un autre PC - inutile de connecter un système pour travailler en continu
ACS Principales caractéristiques et avantages

Plus d'informations !


Solution de test
Le Modèle 4200-SCS, facile à utiliser l'option intégrée 4200-CVU
L'analyseur de paramètres se trouve au coeur du laboratoire des semiconducteurs. Le Modèle 4200-SCS, facile à utiliser, est un système de caractérisation des semiconducteurs qui réaliser la caractérisation en laboratoire des dispositifs en DC et impulsion, le tracé en temps réel et l'analyse à haute précision avec une résolution inférieure au femtoampère. Combiné avec l'option intégrée 4200-CVU, le Modèle 4200-SCS offre à présent aux utilisateurs de test de semiconducteurs la possibilité de créer une solution qui intègre des fonctions de test DC, impulsion et C/U, le tout dans un même châssis peu encombrant et dans un environnement de test intégré.

les instruments SourceMeter® série 2400 série 2600 système
Pour des mesures simples et rapides sur des composants actifs comme les diodes, les transistors, les amplificateurs opérationnels et les architectures de dispositifs à semiconducteur les plus récentes, les instruments SourceMeter® série 2400 et série 2600 système de Keithley combinent de multiples fonctions de test en un seul instrument, dont une alimentation de précision, une source de courant vrai et un multimètre numérique. Les instruments de la série 2600 comprennent également un générateur de signaux arbitraires, un générateur d'impulsion U ou I avec mesure, une charge électronique et un contrôleur de déclenchement.

Modèles 6220 or ou 6221 Modèle 2182A
Lors de la conception et de l'expérimentation de semiconducteurs à faible résistance et faible puissance, il est très important de gérer la puissance pour éviter de détruire ces composants. La caractérisation de la résistance des matériaux modernes et des composants à semiconducteur et nanoélectroniques exige une source capable de délivrer des courants très faibles et de mesurer des tensions très basses. La fonction de mesure de résistance en mode delta de Keithley (inversion de courant) combine l'aptitude à délivrer un faible courant continu de source desModèles 6220 or ou 6221vec la précision de mesure des basses tensions du Modèle 2182A,ce qui en fait l'outil idéal pour réaliser des mesures de faible résistance (jusqu'à 10 nΩ) pour la caractérisation des paramètres de résistance passante des connexions et des semiconducteurs de faible puissance.
Le logiciel téléchargeable gratuitement LabTracer® 2.0 Les générateurs d'impulsions/motifs série 3400
Le logiciel téléchargeable gratuitement LabTracer® 2.0permet aux utilisateurs de configurer et de commander jusqu'à 8 canaux SourceMeter série 2600 ou 2400 rapidement et facilement pour le tracé de courbes ou la caractérisation de dispositifs. Il dispose d'une interface utilisateur graphique simple pour la configuration, la commande, l'acquisition de données et le tracé graphique des données de l'équipement soumis aux essais en provenance des instruments SourceMeter. Utilisés conjointement, LabTracer et les instruments SourceMeter offrent aux utilisateurs en laboratoire une alternative puissante, facile à utiliser et économique aux solutions en châssis. Les générateurs d'impulsions/motifs série 3400 avec génération de motifs et commande étendue de très nombreux paramètres d'impulsion, dont l'amplitude, le temps de montée, le temps de descente, la largeur et le rapport cyclique, s'adapte très facilement aux besoins de nombreux utilisateurs, dont les chercheurs en nanoélectronique, les chercheurs en composants à semiconducteur, les concepteurs d'appareils HF et les enseignants.
Produits courants
Les liens ci-après vous permettent d'accéder directement à la page Web de chaque produit, page sur laquelle vous trouverez des liens vers les manuels, logiciels et pilotes pour ce produit.
Système de caractérisation des semiconducteurs 4200
Instruments SourceMeter
Générateurs d'impulsions
Sources de courant/nanovoltmètres
Matériels associés
Apprenez-en plus dès aujourd'hui
Brochures
Systèmes de caractérisation de semiconducteurs
 
Instruments SourceMeter
Introduction au produit
 
Génération d'impulsions / de motifs
Les générateurs d'impulsions et de motifs série 3400
 
Fiches techniques des produits
 
Bibliothèque d'université
Manuels
Journaux Blancs
4200-SCS
 
Instruments SourceMeter
 
Sources de courant/nanovoltmètres
Notes d’application
4200-SCS
 
Instruments SourceMeter
 
Pulse Generators
 
Sources de courant/nanovoltmètres
 
 
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