参数测量基础 - 何为参数测试? 深入了解参数测试原理（测量参数第一章）

发布时间：2021-12-28 04:11:58浏览量：172

  什么是参数测试?大家将在文中和将来2~3篇参数测量的文章中介绍全部各种各样参数测试。

参数测试原理"做为一门科学合理支系，水利学的核心主题活动是开发新的元器件，制造和系统软件"— 梅伦·翠阿拉伯 (Myron Tribus)

  参照：*1999 年，分拆，创立了安捷伦科技企业；2014 年，再度分拆，单独出去的单位改名为如今的名字――是德科技 （Keysight Technologies)。文中中提商品也是是德科技的一部分商品。

  什么是参数测试?

  何为参数测试? 这是一个有意思的，但也可能是一个有争论的问题。但是通常的参数测试会涉及到电气设备参数测试和四种关键半导体元器件的特点表现，这四种元器件包含电阻器、二极管、电子管和电力电容器。并不是说参数测试不容易涉及到其他种类的元器件，但绝大部分参数测试构造都可以归于这种类型或这种类型的组成。

图 1.1 — 参数测试设计方案这四种基本上的元器件种类

  绝大部分参数测试都包含电流量 - 工作电压 (IV) 测量或电容器 - 工作电压 (CV) 测量。

  针对很多人而言，参数测试寓意的是“直流电”测试，但这类描述不是精确的。自然，它可以用源/测量模块 ( ** U) 在任何地方开展从ms级到秒级的测量，假如依照作用测试器 (通常可开展纳秒或皮秒激光范畴的测量) 的规范，这的确是很“慢”的。近年来，对很快参数测量的必须在大幅度提高 (以纳秒级的数据信息采样频率开展 1 µs 的点射测量)。这就必须研制开发合乎这一必须的新的测量控制模块种类 (如波形发生器/快测量模块 - WGFMU)。将来，伴随着元器件制造中更高精密光刻技术和新材料的选用，很快 IV 测量和单脉冲 IV 测量的必要性将再次提升。

  参数测试的一个关键子类型是稳定性测试。可靠性测试明显取决于叙述有机化学反应速率常数 (K) 的知名 Arrhenius 方程式:

  这儿: A 是指前因素

Ea 是反应速率R 是理想气体常数T 是开氏温度

  在元器件稳定性测试中，通常要向元器件增加高电流量和/或高电压的内应力 (超过元器件一切正常工作中标准)，进而减少反应速率的值和提升造成无效体制的几率。提升溫度通常也可以到一样目地。一旦造成无效体制，就可应用各种各样数学思维和统计分析技术性测算一切正常工作中标准时的预估失效率。

  为何要开展参数测试?

  参数测试的效果是明确半导体材料制造的特点。概而言之，参数测试包含以下三个关键行业: 加工工艺开发设计，元器件模型和加工工艺操纵。

图 1.2 — 参数测试集中化在三个关键行业: 加工工艺开发设计，元器件模型和加工工艺操纵。

  前两种是在试验室、产品研发或试产自然环境开展，最终一项则要在生产制造条件中开展。不一样自然环境中所应用参数测量机器设备显而易见会出现不一样的规定，加工工艺开发设计和元器件模型可应用台式一体机仪器设备，而生产工艺流程则应应用具备高吞吐率的测试仪。

图 1.3 — 为提升吞吐率专业制定的生产流水线用参数测试仪

  务必掌握参数测试几乎从来不在最后商品上开展。反过来，它是在能给予制造自身充足信息的特殊测试构造上开展。参数测试一直立即在半导体材料圆晶上面实行。在生产制造测试中，参数测试构造有时候是坐落于圆晶片的刻度行或“街道办”中，进而尽量避免元器件所占的圆晶片总面积。通常仅仅对参数测试构造，而不是对全部圆晶片开展加工工艺开发设计和稳定性测试。

图 1.4 — 为节约可贵的圆晶片总面积，参数测试构造有时候放到圆晶片的刻度行 (或“街道办”) 内。

  在哪里开展参数测试

  在制造中，参数测试通常是在圆晶片生产制造全过程结束后 (即已完成了钝化)和对商品裸片的电气设备特性筛分 (电分选) 前实行。

图 1.5 — 参数测试在圆晶片生产制造进行后和产品功能认证前开展。

  要对每一批号的每一片圆晶片开展测试，并把数据信息储存到数据库系统中。显而易见这也是洪量的数据信息，可应用各种各样工具软件将其解决成多种不一样形式的数据信息。一种主流的文件格式是圆晶片图，在使用标量制作的圆晶上面，它用不一样色调表明数据信息值的不一样范畴。

图 1.6 — 圆晶片图的事例。

  针对优秀制造而言，置放在刻度行中的基本测试构造，乃至是置放在圆晶片周边的插进测试裸片，都很有可能无法充足叙述那样的制造。因为其具有的多元性，优秀制造通常必须多很多的测试，有时候难以让全部必须的测试构造都进到可以用的测试地区。为维持摄像头卡上探头的有效使用寿命，摄像头卡上的探头在物理学规格上受限制，这也从而限定了探盘的最少规格。这代表着针对每一代新的制造，探盘不可以随元器件特点规格的降低而下降。

图 1.7 — 探盘规格不可以随设计方案标准的变化而更改，进而限定了能置放在圆晶上面的基本测试构造总数。

  一种解决方法是应用列阵，由于列阵容许测试元器件分享探盘，进而增强了测试元器件与探盘之比。下边是选用这类计划方案的一个事例。

图 1.8 — 用以生产制造中参数测试的一个可寻址方式列阵计划方案事例。

  与基本的元器件测试计划方案对比，可寻址方式列阵的吞吐率有显著改善，尽管能大幅度减少测试時间，但必须有再次完成全部参数测试全过程的工程量清单。

参数仪器设备的历史时间

  可实行这类参数测量的第一种仪器设备是仿真模拟图例仪。但是这种仪器设备存有着诸多限定，尤其是“数据信息”是展现在 CRT 显示屏上。储存数据信息的唯一方式是用宝丽来相机拍照屏幕上显示的相片，但仍不可以为您给予具体的标值信息内容。

  1980 时代

  在 1980 年代初期，* (那时候是的一部分) 发布了全世界第一台数据参数分析仪器 4145A。4145A 是在一台仪器设备中融进 4 个源/测量模块，并装有集成化全部資源所需应用的第一种仪器设备。4146A 造成相近图例仪的趋势图，但 4145 的曲线图中包含数据数据信息的离散变量点，可将其传输到用以储存和剖析的其他手机软件中。这也是半导体业的颠覆性商品，除少数独特运用外，4145A 迅速替代了图例仪。在 1980 时代的晚些时候又再次发布了改进版的 4145B。

*1999 年，分拆，创立了安捷伦科技企业；2014 年，再度分拆，单独出去的单位改名为如今的名字――是德科技。图 1.9 — 4145B 半导体材料参数分析仪器

  1990 时代

  在 1990 年代初期， (那时候是的一部分)发布了 4155 和 4156 半导体材料参数分析仪器。这也是在 4145A/B 基本上提升各种各样新作用的仪器设备，这种新作用包含五颜六色显示器和电脑键盘，全自动数据统计分析工作能力，单脉冲扫描仪作用，打薄取样方式，DC 和 AC 内应力及休眠方式 (仅是新作用中的少数几种)。该商品有好几个版本号 (“A”，“B”和“C”)，每一陆续的版本号都增加新的作用特点和测量工作能力。尤其是“C”版中提升了准静态数据电容器 - 工作电压 (QSCV) 测量工作能力，并巨大改善了工作电压测量模块 (VMU) 的测量工作能力。

图 1.10 — 4156C 高精密半导体材料参数分析仪器

  2000 时代

  伴随着 21 新世纪的到来，大家清晰地找到对参数测试的规定越来越越发繁杂，必须有超出 IV 测量的详细解决方法。解决方案不但要能实行 CV 和 IV 这2种类别的测量，还需要有能随将来测试要求的发展趋势提升其他测量資源的操作灵活性。为解决这种试炼，于 2005 年发布 Keysight/Agilent B1500A半导体元器件分析仪器和 Agilent EasyEXPERT 手机软件。B1500A 适用参数测试的全部各个方面，从基础的手动式测量到与全自动圆晶片探测仪连动的圆晶片测试自动化技术。因为B1500A 选用 Microsoft® Windows® XP 标准版电脑操作系统，因而能非常容易地集成化至各种各样 PC 基办公环境。除此之外，了解的 Windows 图形界面设计 (GUI) 和快捷的线上协助菜单栏也把对仪器设备的学习培训必须减到至少。做为当今参数测量的挑选专用工具， B1500A 早已代替了 4155C 和 4156C。

图 1.11 — B1500A 半导体元器件分析仪器

  B1500A 是一种适用各种不同控制模块种类的智能化仪器设备。模块化设计是十分关键的功能特点，由于参数测试仍是具有魅力的行业，持续有新种类的测试规定发生。参数测试必须的不仅仅是简洁的源/测量模块資源，包含电容器测试、快速测试和快单脉冲测量的繁杂测试越来越更加广泛。模块化设计确保了测量机器设备不容易落伍，伴随着将来测试必须的发展趋势，您有实力为参数测量机器设备增加新的测试工作能力。

图 1.12 — 10 槽 B1500A 适用各种类型的源/测量模块，及其电容器测量控制模块、髙压脉冲计数器控制模块和波形发生器/快测量模块控制模块。

  为符合持续上升的大功率销售市场必须，并给予传统式仿真模拟图例仪 (各种厂家已不会再生产制造) 的取代商品，是德科技/在 2009 年发布 B1505A 电力电子器件分析仪器/图例仪。B1505A 具备 ±20 V (单脉冲) 和 ±3000 V 的导出工作能力。除此之外，B1505A也有适用旋纽扫描仪能力的图示仪测试方式。

图 1.13 — B1505A 电力电子器件分析仪器/图例仪

  与仿真模拟图例仪不一样，B1505A 是 PC 基的，并应用与 B1500A半导体元器件参数分析仪器/半导体材料表现系统软件服务器 同样的客户友善 Agilent EasyEXPERT 手机软件。

  与传统式图例仪对比，B1505A 电力电子器件分析仪器/曲线图跟踪仪测试方式的一些新作用特点在可应用性上面有非常大改善。您能用手机截图特点储存和表明好几条数据信息示踪剂，进而非常容易地与当今测量数据信息相较为。您也可以用信号指示灯特点以图型方法界定严禁区 (根据工作电压或电流量)，假如示踪剂进到严禁区，就马上终止测量。尤其宝贵的是自动保存特点可维持全新示踪剂转变的运作纪录，因而您能回看和储存测量示踪剂数据信息，即使元器件无意间地毁坏。全部这种改善表明出图例仪设计方案的颠覆性发展，它将明显减少元器件的表现時间。

  参照：

  EasyEXPERT group 元器件表现手机软件

  B1500A 半导体元器件参数分析仪器/半导体材料表现系统软件服务器

  B1505A 电力电子器件分析仪器/曲线图跟踪仪

  *是德科技的历程可以上溯到 1939 年，那时候创办人比尔•休利特和戴维•帕卡德一起开创了起初的hp惠普（HP）企业。1999 年，分拆，创立了安捷伦科技企业；2014 年，再度分拆，单独出去的单位改名为如今的名字――是德科技。

  

  

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