[發明專利]一種測量FET溝道溫度的裝置及方法

有效

• 申請號: 201110223026.9
• 申請日: 2011-08-04
• 公開（公告）號: CN102313613A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 王建輝;劉新宇;王鑫華;龐磊;陳曉娟;袁婷婷;羅衛軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01K11/00
• 分類號: G01K11/00
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 王建國

1.一種測量FET溝道溫度的裝置，其特征在于，包括高低溫探針臺，脈沖分析儀，以及，第Ⅰ探針，第Ⅱ探針、第Ⅲ探針，FET置于所述高低溫探針臺上，所述脈沖分析儀利用所述第Ⅰ探針在所述FET的柵端施加直流偏置電壓，所述脈沖分析儀利用所述第Ⅱ探針在所述FET的漏端施加脈沖電壓，所述FET的源端利用所述第Ⅲ探針與所述脈沖分析儀共同接地。

2.基于權利要求1所述的裝置的FET溝道溫度的測量方法，其特征在于，包括：

選擇在FET的柵端施加的直流偏置電壓值；

維持高低溫探針臺的溫度，使之處于基準溫度，在FET的柵端施加所選擇值的直流偏置電壓，在FET的漏端施加脈沖電壓，連續改變所述脈沖電壓的基準值，使得FET耗散功率連續改變，利用脈沖分析儀得到通過FET的電流值；

在同一坐標系中，以通過FET的電流值為縱坐標，以漏端脈沖電壓基準值為橫坐標，繪制不同耗散功率條件下，通過FET的電流值—漏端脈沖電壓基準值的平滑線散點圖，形成第Ⅰ曲線簇，所述第Ⅰ曲線簇中的每條曲線對應一個FET耗散功率；

在不同耗散功率條件下，通過FET的電流值—漏端脈沖電壓值的平滑線散點圖上，作垂直于漏端脈沖電壓值坐標軸的一條垂線，描出所述垂線與第Ⅰ曲線簇中的各條曲線的交點，確定各交點對應的通過FET的電流值，以FET耗散功率為縱坐標，以通過FET的電流值為橫坐標，繪制FET耗散功率—通過FET的電流值的平滑線散點圖；

維持施加在FET漏端的脈沖電壓的基準值，使之處于0V，在FET的柵端施加所選擇值的直流偏置電壓，在FET的漏端施加脈沖電壓，利用高低溫探針臺的溫度控制裝置，連續改變高低溫探針臺的溫度，并使得FET溝道溫度達到高低溫探針臺的溫度，利用脈沖分析儀得到通過FET的電流值；

在同一坐標系中，以通過FET的電流值為縱坐標，以漏端脈沖電壓值為橫坐標，繪制不同FET溝道溫度條件下，通過FET的電流值—漏端脈沖電壓值的平滑線散點圖，形成第Ⅱ曲線簇，所述第Ⅱ曲線簇中的每條曲線對應一個FET溝道溫度；

在不同FET溝道溫度條件下，通過FET的電流值—漏端脈沖電壓值的平滑散點圖上，作垂直于漏端脈沖電壓值坐標軸的一條垂線，描出所述垂線與第Ⅱ曲線簇中各條曲線的交點，確定各交點對應的通過FET的電流值，以FET溝道溫度為縱坐標，以通過FET的電流值為橫坐標，繪制FET溝道溫度—通過FET的電流值的平滑線散點圖；

將FET耗散功率—通過FET的電流值的曲線，FET溝道溫度—通過FET的電流值的曲線繪制在同一坐標系中，得到橫坐標為通過FET的電流值，縱坐標分別為FET溝道溫度，以及，FET耗散功率的雙縱坐標平滑線散點圖；

利用所述雙縱坐標平滑線散點圖，以通過FET的電流值為媒介，建立FET溝道溫度與FET耗散功率之間的關系，以FET溝道溫度為縱坐標，以FET耗散功率為橫坐標，繪制FET溝道溫度—FET耗散功率的平滑線散點圖；

當已知FET耗散功率時，即能夠在所述FET溝道溫度—FET耗散功率的平滑線散點圖的曲線上描出一個定點，所述定點的縱坐標即為FET溝道溫度。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述選擇在FET的柵端施加的直流偏置電壓值包括：

設定高低溫探針臺的基準溫度；

當高低溫探針臺的溫度升至所述基準溫度時，連續改變施加在FET柵端的直流偏置電壓值，利用所述脈沖分析儀得到通過FET的飽和電流值；

在同一坐標系中，以通過FET的電流值為縱坐標，以漏端脈沖電壓為橫坐標，繪制施加于FET柵端的直流偏置電壓值不同的條件下，通過FET的電流值—漏端脈沖電壓值的平滑線散點圖，所述通過FET的電流值—漏端脈沖電壓值的平滑線散點圖中的每條曲線對應一個直流偏置電壓值；

根據所得通過FET的電流值—漏端脈沖電壓值的平滑線散點圖，選擇在FET的柵端施加的直流偏置電壓值。

4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述高低溫探針臺內充有N₂。

5.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，在FET的柵端施加的直流偏置電壓值為使通過FET的電流值為通過FET的最大飽和電流值???????????????????????????????????????????????時的電壓值。