微电子教学实验室建设方案——微电子器件及材料实验测试平台

★本科生微电子器件及材料实验测试平台基本功能
实验名称测试参数
金属-氧化物-半导体场效应晶体管特性的IV特性测试实验· 输出特性曲线· 转移特性曲线· 跨导gm· 击穿电压BVDS
四探针法测量半导体电阻率测试实验· 四探针法电阻率ρ· 材料阻值R
MOS电容的准静态CV特性测试实验· 准静态CV特性曲线
半导体霍尔效应测试实验· 霍尔电压VH· 霍尔电阻率ρ · 霍尔系数RH · 载流子浓度n · 霍尔迁移率u
激光二极管LD的LIV特性测试· LIV特性曲线· 阈值电流Ith· 阈值电流对应电压值Vth · 拐点Kink · 线性电阻Rs
太阳能电池的特性表征· 开路电压Voc· 短路电流Isc· 功率最大值Pmax· 填充因子FF· 转换效率η· 串联电阻Rs· 旁路电阻Rsh

★本科生微电子器件及材料实验测试平台核心§测试平台的核心 – 源测量单元 （源表， SMU） 四 表 合 一 多通道配置四象限模式四线/开尔文测试功能小信号测试file:///C:/Users/liuyang/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8513.tmp.png满足先进器件和材料测试需求标准器件测试库
   ★本科生微电子器件及材料实验测试基础平台和升级选件


★本科生微电子器件及材料实验测试选型指南
2600双通道源表 专业测试软件 专业测试导线 夹具盒积分球 暗电流测试表 开关手动探针台磁场
实验一：晶圆级分立器件IV特性分析√√√√ √
实验二：四探针发测量半导体电阻率测试√        √        √√
实验三：MOS电容的准静态CV特性测试√√√ √
实验四：半导体霍尔效应测试√        √        √        √√        √
实验五：光电器件LIV特性测试√√√ √√
实验六：太阳能电池的特性表征√        √        √
基础平台：2600双通道源表 + 专业测试软件+ 专业测试导线+ 夹具盒 +手动探针台升级选件：积分球，暗电流测试表，开关，磁场
★本科生微电子器件及材料实验测试平台优势满足本科生基础教学实验中微电子器件和材料测试需求测试设备和软件简单易用，专业权威，方便学生动手操作核心设备测试精度高，满足新材料和新器件的指标要求以基础平台为起点，可逐步升级，满足日益增加的实验室测试需求
附录一：金属—氧化物—半导体场效应晶体管特性IV特性测试实验q §实验目的掌握MOSFET的输入特性测试及分析方法§掌握MOSFET的输出特性测试及分析方法§学习利用MOSFET的电学特性曲线求解各种参数q q实验原理§金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)是集成电路中特别重要的元器件。通过对MOSFET的直流输入特性、输出特性等电学特性测试，可以推算出器件的阈值电压、导通电阻、击穿电压、跨导等重要参数。qq 实验设备和测试结果                                                      

附录二：MSO电容的准静态CV特性测试实验q 实验目的§ 掌握准静态法测量界面态密度分布的原理§ 熟练掌握准静态C-V测量系统的使用方法q 实验原理§ 通过测试MOS电容的高频和低频C-V特性曲线可以得到栅氧化层厚度、界面态密度、平带电容、平带电压等参数。q 实验设备和测试结果


附录三：半导体霍尔效应测试实验q 实验目的§ 理解和掌握霍尔效应的原理§ 掌握霍尔效应的测量方法§ 掌握霍尔效应的分析方法q 实验原理§ 霍尔系数的符号来判断半导体材料的导电类型，是N型还是P型；根据霍尔系数及其与温度的关系可以计算载流子的浓度，以及载流子浓度同温度的关系，由此可以确定材料的禁带宽度和杂质电离能；通过霍尔系数和电阻率的联合测量能够确定载流子的迁移率，用微分霍尔效应法可测纵向载流子浓度分布；测量低温霍尔效应可以确定杂质补偿度。q 实验设备和测试结果





附录四：激光二极管LD的LIV特性测试实验q 实验目的• 掌握激光二极管LD的基本原理• 掌握激光二极管LD的测量方法• 学习利用激光二极管LD的LIV特性曲线求解各种参数q 实验原理§ 半导体激光二极管（LD）或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，是一种阈值器件，适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。一般用注入电流值来标定阈值条件，也即阈值电流      。LIV特性是选择半导体激光器的重要依据。q 实验设备和测试结果                                     

附录五:太阳能电池的特性表征q 实验目的§ 掌握太阳能电池的基本原理§ 掌握太阳能电池的特性测试及分析方法§ 学习利用太阳能电池的电学特性曲线求解各种参数q 实验原理§ 光能就以产生电子-空穴对的形式转变为电能。如果半导体内存在P-N结，则  在P型和N型交界面两边形成势垒电场，能将电子驱向N区，空穴驱向P区，   在P-N结附近形成与势垒电场相反的光生电场。若分别在P型层和N型层焊上金属引线，接通负载，则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池原件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。q 实验设备和测试结果

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