一、测试概述

为支持西安某高校微电子学院自主研发的三端器件性能验证，概伦电子技术团队携高性能半导体参数分析仪FS PRO，联合标准探针台开展系统性电学测试。测试涵盖直流IV特性与动态脉冲响应，全面表征器件在静态与瞬态条件下的电学行为，准确提取关键性能参数。测试过程规范高效，数据可靠，获得客户高度认可。

二、测试准备

1.环境与安全

测试环境严格控制在温度23±2℃、湿度40%–60%范围内，避免温湿度波动影响测量精度。实验室接地良好（接地电阻≤4Ω），有效抑制电磁干扰。电源线路经安全检查，无破损或漏电风险；设备供电匹配220V±10%、50Hz标准。操作人员全程佩戴防静电手环、穿着防静电服，防止静电损伤敏感器件。

2.样品与设备

对三端器件进行外观检查，确认电极（源极S、栅极G、基极B）无氧化、污染或机械损伤。必要时用无水乙醇棉签清洁，待完全干燥后使用。

设备方面，确认FS PRO分析仪、探针台、匹配尺寸的钨针或铍铜探针、屏蔽信号线及接地夹等齐全完好。按规范连接分析仪与探针台，确保各通道接触可靠，并完成系统接地，构建稳定测试链路。

三、设备调试与参数预设

开机与自检

依次启动探针台与FS PRO分析仪，待系统完成初始化（约3–5分钟）。通过概伦专用软件执行设备自检，验证源测量单元（SMU）精度、信号稳定性及探针台机械定位精度，异常情况及时排查。

探针校准

将标准校准器件置于载物台中心，借助显微镜调节X/Y/Z轴，使三根探针对准对应电极并实现轻柔接触。完成定位后保存坐标参数，提升后续测试效率与一致性。

测试参数设置

依据器件设计指标预设测试条件：

IV测试：设定栅压Vg扫描范围（如0–Vg_max），源-基压Vsb扫描（0–Vsb_max），步长0.01–0.1V；电流量程启用自动模式以兼顾精度与动态范围；扫描速率控制在10–100 mV/s，避免信号振荡。

脉冲测试：配置脉冲幅度、宽度（10–100 ns）、频率（1–100 kHz）、占空比（通常50%），并设置以上升沿触发、延迟1ns采样，确保捕捉稳定响应阶段。

四、核心测试流程

样品测试

将待测器件平稳置于载物台，调用预存坐标或手动微调，确保探针精准接触S、G、B电极，避免划伤或接触不良。

IV特性测试

输出特性：固定多个Vg值（如0V、0.5V、1V…），扫描Vsb（步长0.05V），记录Is/Ib随Vsb变化，生成Is-Vsb曲线族。

转移特性：固定Vsb，扫描Vg（如-2V至2V，步长0.01V），获取Is/Ib-Vg关系曲线，用于提取阈值电压Vth（线性外推法）与跨导gm（ΔIs/ΔVg）。

每项测试重复三次，取平均值以提升数据可靠性。

脉冲特性测试

切换至脉冲模式，施加设定脉冲信号，采集瞬态电流响应波形，提取峰值电流、谷值电流、上升时间tr、下降时间tf等动态参数。通过调整脉宽与频率，评估器件在不同动态工况下的稳定性，规避直流测试中可能的热效应干扰。

五、数据处理与分析

测试数据导出为.csv格式，兼容Excel分析。软件自动生成IV曲线与脉冲波形图，结合算法提取Vth、gm、tr、tf等关键参数。对异常数据（如突变、断裂）进行溯源排查，必要时复测。最终形成完整电学特性报告，对比设计目标，评估器件性能表现。

六、收尾工作

测试结束后，缓慢抬升探针，安全取下器件并妥善保存。按顺序关闭软件、分析仪与探针台电源，拆除连接线缆并整理设备。清洁载物台与镜头，填写测试日志，记录设备型号、样品信息、测试条件及主要结果。

七、注意事项

严防静电，尤其保护MOS结构器件栅氧层；

探针接触轻柔，避免机械损伤；

遇设备报警（过载、短路）立即停测，排查故障；

脉冲电压不得超过器件额定值；

测试数据实时备份，防止丢失。

本方案流程严谨、操作规范，充分发挥FS PRO高精度、多功能优势，实现对三端器件全面、可靠的电学表征，为科研与工艺优化提供有力支撑。