[發(fā)明專利]一種測(cè)量FET溝道溫度的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110223026.9
• 申請(qǐng)日: 2011-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN102313613A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建輝;劉新宇;王鑫華;龐磊;陳曉娟;袁婷婷;羅衛(wèi)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): G01K11/00
• 分類號(hào): G01K11/00
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 王建國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種將高低溫探針臺(tái)和脈沖分析儀聯(lián)用并在FET漏端施加脈沖電壓，從而測(cè)量FET溝道溫度的裝置及方法。

背景技術(shù)

溝道溫度測(cè)量技術(shù)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)、檢測(cè)和使用過程中，器件溝道溫度測(cè)量結(jié)果可用于設(shè)計(jì)器件結(jié)構(gòu)，制定散熱方案、確定器件工作條件和選擇器件老化溫度等多個(gè)方面。現(xiàn)有的用于測(cè)量半導(dǎo)體器件溝道溫度的方法及其優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

表1??現(xiàn)有的用于測(cè)量半導(dǎo)體器件溝道溫度的方法及其優(yōu)缺點(diǎn)

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種的將高低溫探針臺(tái)和脈沖分析儀聯(lián)用并在FET漏端施加脈沖電壓，從而測(cè)量FET溝道溫度的裝置及方法。

本發(fā)明提供的測(cè)量FET溝道溫度的裝置包括高低溫探針臺(tái)，脈沖分析儀，以及，第I探針，第II探針、第III探針，F(xiàn)ET置于所述高低溫探針臺(tái)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。

基于本發(fā)明提供的測(cè)量FET溝道溫度的裝置的FET溝道溫度的測(cè)量方法包括：

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(tái)的溫度，使之處于基準(zhǔn)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(xù)改變所述脈沖電壓的基準(zhǔn)值，使得FET耗散功率連續(xù)改變，利用脈沖分析儀得到通過FET的電流值；

在同一坐標(biāo)系中，以通過FET的電流值為縱坐標(biāo)，以漏端脈沖電壓基準(zhǔn)值為橫坐標(biāo)，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(zhǔn)值的平滑線散點(diǎn)圖，形成第I曲線簇，所述第I曲線簇中的每條曲線對(duì)應(yīng)一個(gè)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(diǎn)圖上，作垂直于漏端脈沖電壓值坐標(biāo)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(diǎn)，確定各交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通過FET的電流值，以FET耗散功率為縱坐標(biāo)，以通過FET的電流值為橫坐標(biāo)，繪制FET耗散功率-通過FET的電流值的平滑線散點(diǎn)圖；

維持施加在FET漏端的脈沖電壓的基準(zhǔn)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(tái)的溫度控制裝置，連續(xù)改變高低溫探針臺(tái)的溫度，并使得FET溝道溫度達(dá)到高低溫探針臺(tái)的溫度，利用脈沖分析儀得到通過FET的電流值；

在同一坐標(biāo)系中，以通過FET的電流值為縱坐標(biāo)，以漏端脈沖電壓值為橫坐標(biāo)，繪制不同F(xiàn)ET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(diǎn)圖，形成第II曲線簇，所述第II曲線簇中的每條曲線對(duì)應(yīng)一個(gè)FET溝道溫度；

在不同F(xiàn)ET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(diǎn)圖上，作垂直于漏端脈沖電壓值坐標(biāo)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(diǎn)，確定各交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通過FET的電流值，以FET溝道溫度為縱坐標(biāo)，以通過FET的電流值為橫坐標(biāo)，繪制FET溝道溫度-通過FET的電流值的平滑線散點(diǎn)圖；

將FET耗散功率-通過FET的電流值的曲線，F(xiàn)ET溝道溫度-通過FET的電流值的曲線繪制在同一坐標(biāo)系中，得到橫坐標(biāo)為通過FET的電流值，縱坐標(biāo)分別為FET溝道溫度，以及，F(xiàn)ET耗散功率的雙縱坐標(biāo)平滑線散點(diǎn)圖；

利用所述雙縱坐標(biāo)平滑線散點(diǎn)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(guān)系，以FET溝道溫度為縱坐標(biāo)，以FET好散功率為橫坐標(biāo)，繪制FET溝道溫度-FET耗散功率的平滑線散點(diǎn)圖；

當(dāng)已知FET耗散功率時(shí)，即能夠在所述FET溝道溫度-FET耗散功率的平滑線散點(diǎn)圖的曲線上描出一個(gè)定點(diǎn)，所述定點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為FET溝道溫度。

作為優(yōu)選，所述選擇在FET的柵端施加的直流偏置電壓值包括：

設(shè)定高低溫探針臺(tái)的基準(zhǔn)溫度；

當(dāng)高低溫探針臺(tái)的溫度升至所述基準(zhǔn)溫度時(shí)，連續(xù)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(biāo)系中，以通過FET的電流值為縱坐標(biāo)，以漏端脈沖電壓為橫坐標(biāo)，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(diǎn)圖，所述通過FET的電流值-漏端脈沖電壓值的平滑線散點(diǎn)圖中的每條曲線對(duì)應(yīng)一個(gè)直流偏置電壓值；