參數測量基礎 - 何為參數測試? 深入了解參數測試原理（測量參數第一章）

發布時間：2021-12-28 04:11:58更新時間：2021-12-28 04:11:58 瀏覽量：172

  什么是參數測試?大家將在文中和將來2~3篇參數測量的文章中介紹全部各種各樣參數測試。

參數測試原理"做為一門科學合理支系，水利學的核心主題活動是開發新的元器件，制造和系統軟件"— 梅倫·翠阿拉伯 (Myron Tribus)

  參照：*1999 年，分拆，創立了安捷倫科技企業；2014 年，再度分拆，單獨出去的單位改名為如今的名字――是德科技 （Keysight Technologies)。文中中提商品也是是德科技的一部分商品。

  什么是參數測試?

  何為參數測試? 這是一個有意思的，但也可能是一個有爭論的問題。但是通常的參數測試會涉及到電氣設備參數測試和四種關鍵半導體元器件的特點表現，這四種元器件包含電阻器、二極管、電子管和電力電容器。并不是說參數測試不容易涉及到其他種類的元器件，但絕大部分參數測試構造都可以歸于這種類型或這種類型的組成。

圖 1.1 — 參數測試設計方案這四種基本上的元器件種類

  絕大部分參數測試都包含電流量 - 工作電壓 (IV) 測量或電容器 - 工作電壓 (CV) 測量。

  針對很多人而言，參數測試寓意的是“直流電”測試，但這類描述不是精確的。自然，它可以用源/測量模塊 ( ** U) 在任何地方開展從ms級到秒級的測量，假如依照作用測試器 (通常可開展納秒或皮秒激光范疇的測量) 的規范，這的確是很“慢”的。近年來，對很快參數測量的必須在大幅度提高 (以納秒級的數據信息采樣頻率開展 1 μs 的點射測量)。這就必須研制開發合乎這一必須的新的測量控制模塊種類 (如波形發生器/快測量模塊 - WGFMU)。將來，伴隨著元器件制造中更高精密光刻技術和新材料的選用，很快 IV 測量和單脈沖 IV 測量的必要性將再次提升。

  參數測試的一個關鍵子類型是穩定性測試。可靠性測試明顯取決于敘述有機化學反應速率常數 (K) 的知名 Arrhenius 方程式:

  這兒: A 是指前因素

Ea 是反應速率R 是理想氣體常數T 是開氏溫度

  在元器件穩定性測試中，通常要向元器件增加高電流量和/或高電壓的內應力 (超過元器件一切正常工作中標準)，進而減少反應速率的值和提升造成無效體制的幾率。提升溫度通常也可以到一樣目地。一旦造成無效體制，就可應用各種各樣數學思維和統計分析技術性測算一切正常工作中標準時的預估失效率。

  為何要開展參數測試?

  參數測試的效果是明確半導體材料制造的特點。概而言之，參數測試包含以下三個關鍵行業: 加工工藝開發設計，元器件模型和加工工藝操縱。

圖 1.2 — 參數測試集中化在三個關鍵行業: 加工工藝開發設計，元器件模型和加工工藝操縱。

  前兩種是在試驗室、產品研發或試產自然環境開展，最終一項則要在生產制造條件中開展。不一樣自然環境中所應用參數測量機器設備顯而易見會出現不一樣的規定，加工工藝開發設計和元器件模型可應用臺式一體機儀器設備，而生產工藝流程則應應用具備高吞吐率的測試儀。

圖 1.3 — 為提升吞吐率專業制定的生產流水線用參數測試儀

  務必掌握參數測試幾乎從來不在最后商品上開展。反過來，它是在能給予制造自身充足信息的特殊測試構造上開展。參數測試一直立即在半導體材料圓晶上面實行。在生產制造測試中，參數測試構造有時候是坐落于圓晶片的刻度行或“街道辦”中，進而盡量避免元器件所占的圓晶片總面積。通常僅僅對參數測試構造，而不是對全部圓晶片開展加工工藝開發設計和穩定性測試。

圖 1.4 — 為節約可貴的圓晶片總面積，參數測試構造有時候放到圓晶片的刻度行 (或“街道辦”) 內。

  在哪里開展參數測試

  在制造中，參數測試通常是在圓晶片生產制造全過程結束后 (即已完成了鈍化)和對商品裸片的電氣設備特性篩分 (電分選) 前實行。

圖 1.5 — 參數測試在圓晶片生產制造進行后和產品功能認證前開展。

  要對每一批號的每一片圓晶片開展測試，并把數據信息儲存到數據庫系統中。顯而易見這也是洪量的數據信息，可應用各種各樣工具軟件將其解決成多種不一樣形式的數據信息。一種主流的文件格式是圓晶片圖，在使用標量制作的圓晶上面，它用不一樣色調表明數據信息值的不一樣范疇。

圖 1.6 — 圓晶片圖的事例。

  針對優秀制造而言，置放在刻度行中的基本測試構造，乃至是置放在圓晶片周邊的插進測試裸片，都很有可能無法充足敘述那樣的制造。因為其具有的多元性，優秀制造通常必須多很多的測試，有時候難以讓全部必須的測試構造都進到可以用的測試地區。為維持攝像頭卡上探頭的有效使用壽命，攝像頭卡上的探頭在物理學規格上受限制，這也從而限定了探盤的最少規格。這代表著針對每一代新的制造，探盤不可以隨元器件特點規格的降低而下降。

圖 1.7 — 探盤規格不可以隨設計方案標準的變化而更改，進而限定了能置放在圓晶上面的基本測試構造總數。

  一種解決方法是應用列陣，由于列陣容許測試元器件分享探盤，進而增強了測試元器件與探盤之比。下邊是選用這類計劃方案的一個事例。

圖 1.8 — 用以生產制造中參數測試的一個可尋址方式列陣計劃方案事例。

  與基本的元器件測試計劃方案對比，可尋址方式列陣的吞吐率有顯著改善，盡管能大幅度減少測試時間，但必須有再次完成全部參數測試全過程的工程量清單。

參數儀器設備的歷史時間

  可實行這類參數測量的第一種儀器設備是仿真模擬圖例儀。但是這種儀器設備存有著諸多限定，尤其是“數據信息”是展現在 CRT 顯示屏上。儲存數據信息的唯一方式是用寶麗來相機拍照屏幕上顯示的相片，但仍不可以為您給予具體的標值信息內容。

  1980 時代

  在 1980 年代初期，* (那時候是的一部分) 發布了全世界第一臺數據參數分析儀器 4145A。4145A 是在一臺儀器設備中融進 4 個源/測量模塊，并裝有集成化全部資源所需應用的第一種儀器設備。4146A 造成相近圖例儀的趨勢圖，但 4145 的曲線圖中包含數據數據信息的離散變量點，可將其傳輸到用以儲存和剖析的其他手機軟件中。這也是半導體業的顛覆性商品，除少數獨特運用外，4145A 迅速替代了圖例儀。在 1980 時代的晚些時候又再次發布了改進版的 4145B。

*1999 年，分拆，創立了安捷倫科技企業；2014 年，再度分拆，單獨出去的單位改名為如今的名字――是德科技。圖 1.9 — 4145B 半導體材料參數分析儀器

  1990 時代

  在 1990 年代初期， (那時候是的一部分)發布了 4155 和 4156 半導體材料參數分析儀器。這也是在 4145A/B 基本上提升各種各樣新作用的儀器設備，這種新作用包含五顏六色顯示器和電腦鍵盤，全自動數據統計分析工作能力，單脈沖掃描儀作用，打薄取樣方式，DC 和 AC 內應力及休眠方式 (僅是新作用中的少數幾種)。該商品有好幾個版本號 (“A”，“B”和“C”)，每一陸續的版本號都增加新的作用特點和測量工作能力。尤其是“C”版中提升了準靜態數據電容器 - 工作電壓 (QSCV) 測量工作能力，并巨大改善了工作電壓測量模塊 (VMU) 的測量工作能力。

圖 1.10 — 4156C 高精密半導體材料參數分析儀器

  2000 時代

  伴隨著 21 新世紀的到來，大家清晰地找到對參數測試的規定越來越越發繁雜，必須有超出 IV 測量的詳細解決方法。解決方案不但要能實行 CV 和 IV 這2種類別的測量，還需要有能隨將來測試要求的發展趨勢提升其他測量資源的操作靈活性。為解決這種試煉，于 2005 年發布 Keysight/Agilent B1500A半導體元器件分析儀器和 Agilent EasyEXPERT 手機軟件。B1500A 適用參數測試的全部各個方面，從基礎的手動式測量到與全自動圓晶片探測儀連動的圓晶片測試自動化技術。因為B1500A 選用 Microsoft? Windows? XP 標準版電腦操作系統，因而能非常容易地集成化至各種各樣 PC 基辦公環境。除此之外，了解的 Windows 圖形界面設計 (GUI) 和快捷的線上協助菜單欄也把對儀器設備的學習培訓必須減到至少。做為當今參數測量的挑選專用工具， B1500A 早已代替了 4155C 和 4156C。

圖 1.11 — B1500A 半導體元器件分析儀器

  B1500A 是一種適用各種不同控制模塊種類的智能化儀器設備。模塊化設計是十分關鍵的功能特點，由于參數測試仍是具有魅力的行業，持續有新種類的測試規定發生。參數測試必須的不僅僅是簡潔的源/測量模塊資源，包含電容器測試、快速測試和快單脈沖測量的繁雜測試越來越更加廣泛。模塊化設計確保了測量機器設備不容易落伍，伴隨著將來測試必須的發展趨勢，您有實力為參數測量機器設備增加新的測試工作能力。

圖 1.12 — 10 槽 B1500A 適用各種類型的源/測量模塊，及其電容器測量控制模塊、髙壓脈沖計數器控制模塊和波形發生器/快測量模塊控制模塊。

  為符合持續上升的大功率銷售市場必須，并給予傳統式仿真模擬圖例儀 (各種廠家已不會再生產制造) 的取代商品，是德科技/在 2009 年發布 B1505A 電力電子器件分析儀器/圖例儀。B1505A 具備 ±20 V (單脈沖) 和 ±3000 V 的導出工作能力。除此之外，B1505A也有適用旋紐掃描儀能力的圖示儀測試方式。

圖 1.13 — B1505A 電力電子器件分析儀器/圖例儀

  與仿真模擬圖例儀不一樣，B1505A 是 PC 基的，并應用與 B1500A半導體元器件參數分析儀器/半導體材料表現系統軟件服務器 同樣的客戶友善 Agilent EasyEXPERT 手機軟件。

  與傳統式圖例儀對比，B1505A 電力電子器件分析儀器/曲線圖跟蹤儀測試方式的一些新作用特點在可應用性上面有非常大改善。您能用手機截圖特點儲存和表明好幾條數據信息示蹤劑，進而非常容易地與當今測量數據信息相較為。您也可以用信號指示燈特點以圖型方法界定嚴禁區 (根據工作電壓或電流量)，假如示蹤劑進到嚴禁區，就馬上終止測量。尤其寶貴的是自動保存特點可維持全新示蹤劑轉變的運作紀錄，因而您能回看和儲存測量示蹤劑數據信息，即使元器件無意間地毀壞。全部這種改善表明出圖例儀設計方案的顛覆性發展，它將明顯減少元器件的表現時間。

  參照：

  EasyEXPERT group 元器件表現手機軟件

  B1500A 半導體元器件參數分析儀器/半導體材料表現系統軟件服務器

  B1505A 電力電子器件分析儀器/曲線圖跟蹤儀

  *是德科技的歷程可以上溯到 1939 年，那時候創辦人比爾?休利特和戴維?帕卡德一起開創了起初的hp惠普（HP）企業。1999 年，分拆，創立了安捷倫科技企業；2014 年，再度分拆，單獨出去的單位改名為如今的名字――是德科技。

  

  

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