一種SOI MOS器件閃爍噪聲的測試設備及測試方法技術

本發明專利技術提供了一種閃爍噪聲的測試方法，包括以下步驟：測試待測器件的輸出特性；將器件的漏極連接到低噪聲電流放大器的輸入端；將低噪聲電壓放大器和信號分析儀的采樣模式設置為直流模式；打開低噪聲電流放大器的電壓源，為漏端提供偏置；時域采樣；然后將低噪聲電壓放大器和信號分析儀的采樣模式設置為交流模式；調節低噪聲電壓放大器的放大倍率使低噪聲電壓放大器的輸出達到最大值；頻域采樣，讀取數據；改變漏端電壓，重復上述步驟。根據本發明專利技術的另一個方面，還提供了一種閃爍噪聲的測試設備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體
，尤其涉及一種SOI?MOS器件閃爍噪聲的測試設備及測試方法。
技術介紹
現今超大規模集成電路高速發展，制造工藝不斷進步，隨著工藝的特征尺寸的減小，工作電壓也逐漸的變小，噪聲對器件的影響就越發的凸顯出來了，它會造成信號的失真，甚至誤操作。噪聲一般分外部噪聲和器件的本征噪聲，外部噪聲一般是由于其他儀器或者環境等所造成的擾動，此部分的噪聲一般采用接地，屏蔽和濾波的方法，可將其所產生的噪聲降至最低；器件的本征噪聲是由于器件本身所固有噪聲，和器件的制造工藝有著密不可分的聯系，其包括熱噪聲，產生復合噪聲，散粒噪聲，和閃爍噪聲等。另一方面，由于無線通訊設備的廣泛的應用，對振蕩器的要求也越來越高，事實上，以閃爍噪聲為代表的低頻噪聲在振蕩電路中扮演著重要的角色，低頻的器件噪聲會影響振蕩器的頻率，因此也成為設計振蕩器的關鍵要素之一。基于以上兩點，低頻噪聲對于評估一個器件的好與壞也變得越來越重要了，也是繼氧化層完整性，熱載流子效應，和負偏壓溫度不穩定性之后，又一表征器件特性的重要參數。因此準確的測試出閃爍噪聲在工程和研究中變得日益重要，現有的測試方案通常采用keithley公司的半導體特征分析系統K14200-SCS、可編程低電流放大器K1428-PROG和低通濾波器，以及的ACS(自動特征分析套件)軟件等軟硬件配置起來的測試系統。但是這種測試方法是用keithley的K14200-SCS來提供柵壓，其電壓經過濾波器后，噪聲比較大，致使背景噪聲很大；帶寬也比較窄，只有1K左右，不能達到所需要的要求。除此之外，還可以采用安捷倫的基本版的閃爍噪聲測試系統，但這套設備的價格比較昂貴。因此，希望提出一種閃爍噪聲的測試設備及方法，降低測試成本，同時改善測試的效果。
技術實現思路
本專利技術提供了一種可以解決上述問題的閃爍噪聲的測試設備及方法。根據本專利技術的一個方面，提供了一種閃爍噪聲的測試方法，該方法包括以下步驟：a)測試待測器件的輸出特性，確定器件的直流偏置條件；b)根據步驟a)得到的直流偏置條件設置柵極偏置源，并通過低通濾波器接到器件的柵極上；c)將器件的漏極連接到低噪聲電流放大器的輸入端，再將低噪聲電流放大器的輸出端連接到低噪聲電壓放大器的輸入端，最后將低噪聲電壓放大器的輸出端接到信號分析儀的輸入端；d)將低噪聲電壓放大器和信號分析儀的采樣模式設置為直流模式；e)將器件放在夾具上，打開柵極偏置源的電源，等待一定的時間；f)打開低噪聲電流放大器的電壓源，為漏端提供偏置；g)設置低噪聲電壓放大器的放大倍率為1，調節低噪聲電流放大器的放大倍率使低噪聲電壓放大器的輸出達到最大值；h)時域采樣，并計算出需要補償的電流；i)打開低噪聲電流放大器的補償電流源，設置需要補償的電流，根據低噪聲電流放大器帶寬和放大倍率的關系將其的放大倍率設置為最大；j)然后將低噪聲電壓放大器和信號分析儀的采樣模式設置為交流模式；k)調節低噪聲電壓放大器的放大倍率使低噪聲電壓放大器的輸出達到最大值；1)頻域采樣，讀取數據；m)改變漏端電壓，重復步驟f)到步驟1)；n)設置漏端電壓為0，重復步驟f)到步驟1)；o)改變柵極電壓，重復步驟c)至步驟n)。根據本專利技術的另一個方面，還提供了一種閃爍噪聲的測試設備，包括：柵極偏置源，通過低通濾波器與待測器件的柵極相連；低通濾波器，輸入端和輸出端分別與柵極偏置源和待測器件的柵極相連；低噪音電流放大器，輸入端和輸出端分別與待測器件的漏極和低噪聲電壓放大器相連；低噪聲電壓放大器，輸入端和輸出端分別于低噪聲電流的放大器和信號分析儀相連；信號分析儀，輸入端與低噪聲電壓放大器的輸出端相連；測試器件探針臺，用于對器件進行測試。與現有技術相比，采用本專利技術提供的技術方案具有如下優點：通過利用探針臺和安直流電源等實驗室常用設備，再添加一臺信號分析儀，低噪聲電流放大器和低噪聲電壓放大器，就能搭建一個滿足基本要求的噪聲測試系統，為噪聲提參和輻照對噪聲的研究提供了一個測試平臺。附圖說明通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯。圖1為根據本專利技術的實施例的測試方法的流程圖；圖2為根據本專利技術的實施例的測試設備的結構圖；圖3為根據本專利技術的實施例的噪聲測試儀器控制程序界面。具體實施方式下面詳細描述本專利技術的實施例。所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術，而不能解釋為對本專利技術的限制。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本專利技術的不同結構。為了簡化本專利技術的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本專利技術。此外，本專利技術可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此外，本專利技術提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用于性和/或其他材料的使用。根據本專利技術的一個方面，提供了一種半導體結構的制造方法。下面，將結合圖2至圖3通過本專利技術的一個實施例對圖1形成閃爍噪聲的測試方法進行具體描述。如圖1所示，本專利技術所提供的測試方法包括以下步驟：在步驟S101中，測試待測器件100的輸出特性，確定器件的直流偏置條件。具體地，所述待測器件是MOFFET器件，在本實施例中所采用的MOSFET器件是形成在SOI(絕緣襯底上的硅)上的。首先采用常規的電路測試方法測試所述待測器件的輸出特性，并根據測試結果確定本測試系統要施加的直流偏置條件，包括柵極電壓Vg和漏端電壓Vds。在步驟S102中，根據步驟S101得到的直流偏置條件設置柵極偏置源101，并通過低通濾波器102接到所述器件100的柵極上。具體的，通過連接線將柵極偏置源的輸出端同所述待測器件100的柵極連接起來，為待測器件提供柵極偏置電壓。為了使加在柵極的電壓更加的穩定，要對柵極偏置源的直流電壓進行一個濾波，如此才能確定測量到噪聲是器件本身所引起的噪聲。然后將柵極偏置源的電壓設置為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種SOI?MOSFET器件閃爍噪聲的測試方法，該方法包括以下步驟：a)測試待測器件(100)的輸出特性，確定器件的直流偏置條件；b)根據步驟a)得到的直流偏置條件設置柵極偏置源(101)，并通過低通濾波器(102)接到所述器件(100)的柵極上；c)將所述器件的漏極連接到低噪聲電流放大器(103)的輸入端，再將低噪聲電流放大器(103)的輸出端連接到低噪聲電壓放大器(104)的輸入端，最后將低噪聲電壓放大器(104)的輸出端接到信號分析儀(105)的輸入端；d)將低噪聲電壓放大器(104)和信號分析儀(105)的采樣模式設置為直流模式；e)將所述待測器件(100)放在夾具上，打開柵極偏置源(102)的電源，等待一定的時間；f)打開低噪聲電流放大器(103)的電壓源，為漏端提供偏置；g)設置低噪聲電壓放大器的放大倍率為1，調節低噪聲電流放大器(103)的放大倍率使低噪聲電壓放大器(104)的輸出達到最大值；h)時域采樣，并計算出需要補償的電流；i)打開低噪聲電流放大器(103)的補償電流源，設置需要補償的電流，根據低噪聲電流放大器(103)帶寬和放大倍率的關系將其的放大倍率設置為最大；j)將低噪聲電壓放大器(104)和信號分析儀(105)的采樣模式設置為交流模式；k)調節低噪聲電壓放大器(104)的放大倍率使低噪聲電壓放大器(104)的輸出達到最大值；1)頻域采樣，讀取數據；m)改變漏端電壓，重復步驟f)到步驟1)；n)設置漏端電壓為0，重復步驟f)到步驟1)；o)改變柵極電壓，重復步驟c)至步驟n)。...

【技術特征摘要】
1.一種SOI?MOSFET器件閃爍噪聲的測試方法，該方法包括以
下步驟：
a)測試待測器件(100)的輸出特性，確定器件的直流偏置條件；
b)根據步驟a)得到的直流偏置條件設置柵極偏置源(101)，并通
過低通濾波器(102)接到所述器件(100)的柵極上；
c)將所述器件的漏極連接到低噪聲電流放大器(103)的輸入端，
再將低噪聲電流放大器(103)的輸出端連接到低噪聲電壓放大器
(104)的輸入端，最后將低噪聲電壓放大器(104)的輸出端接到信
號分析儀(105)的輸入端；
d)將低噪聲電壓放大器(104)和信號分析儀(105)的采樣模
式設置為直流模式；
e)將所述待測器件(100)放在夾具上，打開柵極偏置源(102)
的電源，等待一定的時間；
f)打開低噪聲電流放大器(103)的電壓源，為漏端提供偏置；
g)設置低噪聲電壓放大器的放大倍率為1，調節低噪聲電流放大
器(103)的放大倍率使低噪聲電壓放大器(104)的輸出達到最大值；
h)時域采樣，并計算出需要補償的電流；
i)打開低噪聲電流放大器(103)的補償電流源，設置需要補償
的電流，根據低噪聲電流放大器(103)帶寬和放大倍率的關系將其
的放大倍率設置為最大；
j)將低噪聲電壓放大器(104)和信號分析儀(105)的采樣模式
設置為交流模式；
k)調節低噪聲電壓放大器(104)的放大倍率使低噪聲電壓放大
器(104)的輸出達到最大值；
1)頻域采樣，讀取數據；
m)改變漏端電壓，重復步驟f)到步驟1)；
n)設置漏端電壓為0，重復步驟f)到步驟1)；
o)改變柵極電壓，重復步驟c)至步驟n)。
2.根據權利要求1所述的測試方法，其中步驟d)所述的直流模
式的特征是直流信號和交流信號都可以通過。
3.根據權利要求1所述的測試方法，其中步驟e)所述的時間為
5分鐘。
4.根據權利要求1所述的測試方法，其中步...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李書振，卜建輝，畢津順，曾傳濱，羅家俊，韓鄭生，
申請(專利權)人：中國科學院微電子研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11