[實用新型]對PN結(jié)進行自動測量的電容電壓特性測試儀

有效

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• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN206540992U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 王昕;李俊生;田蕾
• 申請（專利權）人: 廣州市昆德科技有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R27/26;G01R19/25
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司44245
• 代理人: 裘暉,劉巧霞

技術領域

本實用新型涉及半導體器件測試研究領域，特別涉及一種針對PN結(jié)進行自動測量的電容電壓特性測試儀。

背景技術

PN結(jié)是半導體器件的基礎單元，由于PN結(jié)本身是一個勢壘區(qū)，存在勢壘電容，加正向偏壓時，PN結(jié)勢壘區(qū)變窄，結(jié)電容變大；加反向偏壓時，PN結(jié)勢壘區(qū)變寬，結(jié)電容變小。結(jié)電容C＝Q/V，其中Q為結(jié)區(qū)電荷，V為電壓。電荷量Q是由電離雜質(zhì)(施主或受主)形成的，因此Q值與雜質(zhì)濃度相關，通過測量二極管電容和電壓之間的關系可以得到器件內(nèi)部雜質(zhì)濃度隨深度的變化情況，這是研究器件特性的重要手段。

目前普遍使用的電容電壓特性測試儀，是用人工手動調(diào)節(jié)PN結(jié)的偏壓，并記錄相應的偏壓值、電容量、漏電流值，測試數(shù)據(jù)量大，耗時長，記錄完所有的測試數(shù)據(jù)后，還需要對所有數(shù)據(jù)進行處理以及繪圖。另外，由于人工手動調(diào)節(jié)，其測試速度和測試密度均無法得到保證，只能大致進行測量，所得結(jié)果不夠精確。

因此，需要一種對PN結(jié)進行自動測量的電容電壓特性測試儀。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種對PN結(jié)進行自動測量的電容電壓特性測試儀，該測試儀通過可編程穩(wěn)壓電源對待測二極管加步進偏壓，并可從正偏壓自動切換為負偏壓，通過實時采集當前的電容量、偏壓值、漏電流值，可以實現(xiàn)對PN結(jié)的全自動測量，顯示、保存測量數(shù)據(jù)，并繪制曲線圖，不僅大大縮短了測量時間，而且測量結(jié)果更加精確。

本實用新型的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)：對PN結(jié)進行自動測量的電容電壓特性測試儀，包括測試樣品臺、可編程穩(wěn)壓電源、高頻電容測試儀、數(shù)字表、單片機控制系統(tǒng)以及主控制器，測試樣品臺上設有用于貼緊待測二極管兩端的電極，可編程穩(wěn)壓電源在待測二極管兩端加步進的偏壓，高頻電容測試儀與待測二極管兩端相連以測量當前偏壓下的電容量和漏電流；數(shù)字表包括電容量數(shù)字表、偏壓值數(shù)字表和漏電流值數(shù)字表，三者的輸出端均與單片機控制系統(tǒng)的輸入端相連，漏電流值數(shù)字表的輸入端、電容量數(shù)字表的輸入端均與高頻電容測試儀的輸出端相連，偏壓值數(shù)字表的輸入端與可編程穩(wěn)壓電源相連；單片機控制系統(tǒng)、可編程穩(wěn)壓電源分別與主控制器相連，主控制器上設有人機交互裝置。本實用新型通過在人機交互裝置上設定可編程穩(wěn)壓電源的步進值、步進范圍等參數(shù)，即可實時采集到當前的電容量、偏壓值、漏電流值，并予以顯示，具有自動化程度高、效率高的優(yōu)點。

優(yōu)選的，所述電容電壓特性測試儀中還設有一正負極切換電路，該電路輸入端與單片機控制系統(tǒng)相連，輸出端與測試樣品臺連接。通過該電路可實現(xiàn)自動切換加載在待測二極管兩端的電壓極性。

優(yōu)選的，所述電容量數(shù)字表的通訊方式為8421BCD碼，所述偏壓值數(shù)字表和漏電流值數(shù)字表均帶有串行通訊接口，通訊方式為RS485串口。

優(yōu)選的，所述可編程穩(wěn)壓電源是通過RS232串口與主控制器相連。

優(yōu)選的，所述單片機控制系統(tǒng)通過RS232串口與主控制器連接。

優(yōu)選的，所述主控制器還與一打印機相連。用于對所得數(shù)據(jù)處理結(jié)果、繪制的曲線圖等進行打印輸出。

優(yōu)選的，所述高頻電容測試儀采用1MHz電容測試儀。在電容測試儀領域，100KHz(不包括100K)以上屬于高頻，100KHz以下屬于低頻。

優(yōu)選的，在電容電壓特性測試儀中還包括一終端面板，所述數(shù)字表的顯示端均固定在該面板上。從而實時采集的參數(shù)值可集中顯示，便于現(xiàn)場觀測。

更進一步的，所述終端面板上設有若干個測試端端口，端口分別與可編程穩(wěn)壓電源、高頻電容測試儀相連，測試樣品臺在測試時直接固定在上述測試端端口上。從而使測試儀終端設備集成化程度更高。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：

1、目前國內(nèi)現(xiàn)有的電容電壓特性測試儀，只能用手工調(diào)節(jié)的方式進行測量，并需要記錄大量數(shù)據(jù)，并對大量數(shù)據(jù)進行分析，工作效率低。本實用新型通過采用可編程穩(wěn)壓電源，結(jié)合單片機、主控制器，可自動按照設置的步進值和步進范圍進行測量并繪制曲線，并自動顯示、保存、分析測試數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率，而且可以選擇不同步進值對測試樣品進行對比測量，也可對測試樣品進行密度更大的測量，而這些都是手動測量需要花費大量時間才能夠完成的。本實用新型使半導體器件行業(yè)對型號器件的PN結(jié)可以進行快速測量，使高等院校和科研機構提高了研發(fā)進度。

2、本實用新型中的主控制器可對測試數(shù)據(jù)進行保存及導出，可隨時查詢歷史數(shù)據(jù)，導出分析曲線圖，測量參數(shù)可按用戶測量要求進行設置，更加靈活化、人性化。