半导体材料与器件科学云讲坛
泰克材料电学特性参数测试方案
释放新材料的潜力
泰克及旗下吉时利品牌，提供专业的测量洞见信息，旨在帮助您提高绩效以及将各种可能转化为现实。半导体材料已发展到第三代。第一代半导体材料主要以硅（Si）、锗（Ge）为主，主要应用于低压、低频、中功率晶体管以及光电探测器中。随着移动通信的飞速发展、以光纤通信为基础的信息高速公路和互联网的兴起，以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）为代表的第二代半导体材料开始崭露头脚。第三代半导体材料主要包括 SiC、GaN、金刚石等，具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点，可满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求。
各类材料电参数测试方案
电学特性是许多材料研究的重点。常见的测试参数包括电阻率、方阻、载流子浓度、载流子迁移率等。
常用的测试方法有四探针法、范德瓦尔堡法和霍尔效应。材料测试平台主要提供材料电学特性的测试方案。
泰克及旗下吉时利品牌，提供各类材料电参数测试方案，包括：
- 相变材料及器件电学表征测试方案
- 电输运/物性表征/量子材料/超导材料测试方案
- 新一代高速存储单元及类脑计算、神经元网络测试方案
- 微机电系统MEMS测试方案
- 宽禁带半导体材料及功率半导体器件测试方案
- 碳基半导体材料及电子器件测试方案
- 基于FET 结构的生物传感器(BioFET) 测试方案
- 有机半导体材料及有机电子器件电性能测试方案
- 柔性半导体材料及电子器件电性能测试方案
- 薄膜类及表面材料的电阻率测试方案
- 绝缘材料电性能表征测试方案
相变材料及器件电学表征测试方案
相变材料及器件电学表征测试方案相变存储器，简称 PCM，就是利用特殊材料在晶态和非晶态之间相互转化时所表现出来的导电性差异来存储数据的。PCRAM 的测试难点是找到 Reset 和 Set 合适的脉冲参数（幅度、上升下降速度、脉冲宽度）。
电输运/物性表征/量子材料/超导材料测试方案
电输运性质是物质（或材料）的最基本和最重要的物理属性之一，反映了与电荷相关的基本物理行为。电输运测试，一般条件下，被测样品要被放置在低温（通常是超导）及磁场环境中，其低温最低可到0.1mK，磁场可最高达16T。面对这些测试挑战，传统的PPMS并不能很好的满足测试要求。以锁相放大器为测试仪器的AC法和以泰克（吉时利）622x低电平电流源/2182A纳伏计组合构成 的Delta模式是两种主要的应对挑战的方法。
新一代高速存储单元及类脑计算、神经元网络测试方案
忆阻器是四中基本无源电路器件之一，是连接磁通量与电荷之间关系的纽带，是新一代高速存储单元。类脑计算的基础是人工神经元网络，是面向人工智能发展新的非冯诺依曼计算的新技术 。
微机电系统MEMS测试方案
MEMS（微机电系统）是一种基于CMOS工艺的集成技术。它将传感器/微处理器/信号处理与控制集于一体，有效缩小了系统的体积，是一种先进的加工技术。泄露电流、电容、电阻，及工艺监控都是MEMS必测的项目。
宽禁带半导体材料及功率半导体器件测试方案
宽禁带材料是指禁带宽度大于2.3eV的半导体材料，常见的代表有碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），这些半导体材料也被称为第三代半导体材料。宽禁带半导体材料的测试难点在于： · 宽禁半导体带材料的带隙较大，击穿电场较高。需要上千伏高压进行测试。 · 宽禁带半导体材料是高流器件的制备材料，需要用到几十安培的高流进行测试。 · 四线法及霍尔效应测试均是加流测压的过程，需要设备能输出电流并且测试电压。
碳基半导体材料及电子器件测试方案
碳基芯片被认为是后摩尔时代的新曙光，这主是因为碳纳米管的极限尺寸和当前的硅要基材料大致相同，制作工艺改变不大。基半导体纳米材料测试的目的在于筛选材料及材料的分子结构改良，特别是对碳基芯片。得到整齐划一的具有半导体特性的碳纳米管，是碳基芯片研究的首要条件。
基于FET 结构的生物传感器(BioFET) 测试方案
生物场效应晶体管传感器 (BioFET)，是基于金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 的结构和工作原理，可以实现对生物反应的快速检测，是一种跨学科的，具有广泛使用场景的检测手段，经常与微流控技术相结合，制作高效微流控芯片。对BioFET的测试，既是验证传感器的性能，更是快速检测被测生物参数的手段。
有机半导体材料及有机电子器件电性能测试方案
有机半导体材料是具有半导体性质的有机材料。由于有机半导体材料载流子迁移率较低，必须选定合适的方法进行测量。有机半导体材料载流子迁移率测试方法主要有电荷渡越时间法 (TOF)、场效应晶体管表征法 (FET)、空间电荷受限的电流法 (SCLC) 和瞬态电致发光法四种。
柔性半导体材料及电子器件电性能测试方案
柔性电子是将无机/有机器件附着于柔性基底上，形成电路的技术，目前已经成为交叉学科中的研究热点之一。柔性电子器件的测试可以分为无机半导体器件测试、碳基电子 器件测试、及有机场效应晶体管测试。无机半导体器件及碳基电子器件测试通常为 MOSFET 测试。因此，对有机场效应晶体管（OFET）的测试成为柔性电子器件中最复杂的测试，可以涵盖全部柔性电子器件的电性能测试内容。
薄膜类及表面材料的电阻率测试方案
薄膜材料通常是指某一维线性尺度远远小于它的其它二维尺度的材料。表面电阻率是电子薄膜电学性质的重要参数。由于电子薄膜种类多，电阻率特性不同。此外，被测样品形状复杂，需要选择适当的修正参数，并且环境也对测试结果有重要的影响，需要利用多次平均提高测试精度，这就又需要考虑测试成本的问题。
绝缘材料电性能表征测试方案
绝缘材料又称电介质，是指在直流电压作用下，不导电或导电极微的物质。绝缘材料电阻率的测试，主要面临的挑战包括：电阻率极高，必须用静电计施加高电压，测试漏电流的方法进行测量。由于测试过程中要施加高压，因此必须采取必要的安全措施。而高电阻测试受环境（温度、湿度、充电时间、施加电压等）影响严重，多次测试时需要保持测试条件相同。此外，还需要专业软件实现自动测试。
云上大讲堂：半导体材料与器件科学
每一次半导体材料的突破带来的都是一系列技术变革，也使尖端的新型器件研发面世成为可能。3D Flash存储器，人工智能芯片，MEMS/传感器芯片，GaN/SiC 功率半导体器件在前所未有的应用领域，推动半导体产业的发展。新应用标准，新材料特性，新设计和测试方式，新生产工艺流程，新半导体流片技术对测试设备和技术带来持续挑战。
这里的云上大讲堂的教学视频，将通过实际半导体材料的特性及实际应用，帮助您理解新一代半导体材料的特性和实际应用，以及其测试痛点。
课程提纲
√ MOSFET的评估参数简介
√ 解析开关性能的重要评估参数——栅电荷
√ JEDEC栅电荷测试方法和演示
课程提纲
√ 晶圆级可靠性测试(WLR)的重要性和意义
√ 多种测试方案介绍（NBTI、EM、QBD）
√ WLR仪器测试要求及教学
课程提纲
√ 薄膜材料及材料电阻率简介
√ 薄膜材料电阻率及霍尔迁移率测试详解
√ 薄膜电性能测试挑战
√ 石墨烯电子器件测试简介
课程提纲
√ 什么是功率半导体器件
√ 宽禁带半导体的优势
√ 功率半导体器件的基础应用
√ 半导体器件的主要特性
√ 泰克的解决方案
课程提纲
√ 热载流子形成和分类
√ 热载流子效应的机理
√ 热载流子效应对半导体器件的影响
√ 热载流子效应可靠性测试方案
√ 器件热载流子效应的寿命估算
课程提纲
1、1/f噪声的概念和测试方法
2、使用4200A进行1/f噪声测
√ 测试系统的底噪
√ 1/f噪声测试频率范围的设定
√ SMU和PMU测试示例
√ 提升1/f噪声测试精度的方法
课程提纲
√ 忆阻器的发展
√ 忆阻器的应用领域
√ 忆阻器在NVM中的主要分类
√ 针对ReRAM的测试方案
√ 其他类型的NVM测试方案简介
课程提纲
√ 直流IV测试小技巧
√ 脉冲IV测试噪声和尖峰的产生原因和解决方法
√ CV拖尾等问题的解决方法
课程提纲
√ 人工智能与芯片算力
√ 存算一体技术
√ 研究进展
√ 器件测试的新挑战
课程提纲
√ 什么是宽禁带半导体及静态测试
√ 宽禁带半导体静态测试规范IEC60747-8内容阶段
√ 怎样使用IEC60747-8
√ 泰克公司PCT测试系统介绍
课程提纲
√ 常规生物检测方法
√ MOSFET结构及原理
√ MOSFET生物传感测试原理
√ 测试参数及测试方法
课程提纲
1、当代材料科学研究概述
2、当代材料科学研究电学特性测试的挑战及测试要点
√ 当代材料科学电学测试挑战
√ SMU选型考虑的因素
√ 泰克吉时利SMU选型指南
3、当代材料科学研究中几种特殊应用案例
√ 凝聚态物理中的电输运特性测试
√ 绝缘材料电阻测试
√ 薄膜材料的电阻率测试
√ 碳基材料电子器件测试
√ 晶体管生物传感器（BioFET）
√ 有机场效应晶体管（OFET）测试
√ 4200A-SCS材料测试应用
课程提纲
√ 纳米材料的特性
√ 纳米电子器件
√ 纳米材料电学性能测试
√ 超小电流和电容测试如何解决？
√ 在研发和产线，如何配置硬件和软件流程？
课程提纲
1、二维材料/石墨烯测试方法
√ 二维/石墨烯材料四探针测试
√ 二维/石墨烯材料霍尔效应测试
√ MOSFET生物传感测试原理
2、二维MOSFET器件电性能测试
√ 二维MOSFET器件IV测试方法
√ 二维MOSFET器件CV测试方法
3、二维材料/石墨烯及电子器件电性能测试挑战
√ 高性价比测试方案
√ 高性能测试方案
课程提纲
1、什么是宽禁带半导体功率器件？
2、材料级——材料阻抗分析
√ 低电平测量挑战
√ 材料自热效应对测试的挑战
√ 半导体材料的霍尔效应
3、器件级特性——静态参数分析
√ 高压3kV，高流100A高精度源表
√ 从Lab到Fab的以源表为硬件构成的完整静态参数测试系统
√ 超高精度电流输出精度40fA，电流测量精度10fA，电压测量精度80uV
4、应用层测试——动态参数分析
√ 示波器+双脉冲信号源+光隔离探头组成的双脉冲测量方案
√ 器件动态参数的一键式配置和结果显示
课程提纲
1、理论基础部分
√ 吉时利品牌介绍和仪器概述
√ 材料测试中小信号测量精度的瓶颈
√ 材料测试中小电阻Delta Mode测试方法及经典测试案例
2、应用实践部分
√ 量子材料的应用
√ 电输运测试面临的挑战及测试方案
课程提纲
1、功率IGBT器件的研究与应用前景
√ IGBT器件介绍
√ IGBT的IV和CV性能
√ IGBT的应用
2、功率IGBT的解决方案
√ PCT介绍
√ 封装器件和晶圆级产品的配置
√ PCT软件介绍
课程提纲
√ MEMS： Micro-Electro-Mechanical System
√ 微机电系统，微电子机械系统
√ 尺寸在um~nm的独立小系统
√ 在微电子技术基础上发展起来，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA
√ 硅微加工、非硅微加工和精密机械加工的高科技电子机械器件。
√ 体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高
课程提纲
√ 测试原理及应用范围
√ 硬件需求及测试方法：饱和电压测试法、斜坡电压测试法
√ 注意事项
课程提纲
√ 什么是HCI
√ HCI测试模型
√ 如何使用4200进行HCI测试
云上大讲堂：测试技巧
工程师们在面对复杂系统的调试和验证时面临着许多测试技术挑战，包括捕获和可视化多个不频繁或间断出现的事件，如串行数据包、激光脉冲和故障信号。为了准确地测量和表征这些信号，必须在长时间内以高采样率捕获它们。作为专业的测试平台，泰克公司以视频教学的形式，总结了一些测试技巧，与您共同探讨您工作中有可能遇到的测试问题。
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内容提纲
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1、如何保证测试准确性
√ 关于量程的选择
√ 关于测试速度的选择
√ 如何排查输出不准确问题
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2、测试经典案例分享
√ 四线法测小电阻
√ Pulse IV模式
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3、如何快速进行故障检测
√ 如何进行设备自检
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内容提纲
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1、设备线缆及连线的介绍
√ 不同模块线缆介绍
√ 连线方法介绍
√ 如何排查输出不准确问题
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2、快速设置软件进行测试
√ 调取测试工程进行测试
√ 读取数据并画图
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3、循环测试及应力测试设置简介
√ 如何设置循环或应力测试
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推荐设备
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Keithley 4200A-SCS 参数分析仪
4200A-SCS是业内性能领先电学特性参数分析仪，提供同步电流电压曲线测试 (I-V曲线测试)、电容-电压曲线测试 (C-V曲线测试) 和超快脉冲 I-V曲线测量。<<查看产品手册
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Keithley PCT参数波形记录仪
Keithley参数波形记录提供高功率同步电流电压曲线测试（IV曲线测试）、电容电压曲线测试（CV曲线测试）和高功率脉冲IV曲线测量。
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2400 图形化系列 SMU
Keithley 2400 图形化系列 SMU 仪器提供四象限精密电压和电流源/负载，外加直观触摸屏用户界面上的测量，可同时提供10 fA - 10 A 脉冲电流和/或 100nV - 200V 电压（实现 1000W 脉冲和 100W 直流总功率），并对其进行测量
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MSO/DPO70000DX 混合信号/数字荧光示波器
MSO/DPO70000 是同类产品中较先进的示波器之一，使当今的工程师能够以超小的噪声更好地查看信号、更快地调试信号异常以及利用测量和分析工具进行自动一致性测试和其他验证。
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6 系列 B MSO 混合信号示波器
使用1 GHz至10 GHz带宽对高速设计进行故障排除和验证。以低噪音和高达50GS/s的采样率获得精确的测量。用6通道和8通道的型号示波器看到更多设计细节。
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AWG70000B 任意波形发生器
AWG70000B 系列任意波形发生器在采样率、信号保真度和波形内存方面保持领先地位，是对复杂组件、系统和实验进行设计、测试和操作的理想之选。
关于泰克公司
泰克科技公司成立于1946年，是世界第一台触发式示波器的发明者，作为一家全球领先的测试测量仪器及系统方案提供商，泰克推出的各种解决方案在过去的 75年间，为许多人类重大进步提供了强有力的支持， 涵盖汽车、医疗、通信和科研院校等众多领域。 泰克办事处遍布于 21 个国家和地区，致力于为即将创造未来的全球科学家、工程师和技术人员提供服务和支持。
泰克产品主要包括示波器、信号源、源表、频谱分析仪及各类探头与附件。泰克的设计和制造能够帮助您测试和测量各种解决方案，从而突破复杂性的层层壁垒，加快您的全局创新步伐。