[发明专利]场效应管阈值电压漂移测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及场效应管电学特性测量技术领域，特别涉及一种场效应管阈值电压漂移测量方法。

背景技术

场效应晶体管(Field Effect Transistor，简称场效应管)的开启和关闭由栅极信号控制。当场效应管长期处于工作状态时，栅极偏压的作用会导致场效应管电学特性出现不稳定，例如：发生阈值电压漂移。在场效应管设计中要根据短期的阈值电压漂移特性预测其能达到的工作寿命，此外，为改进场效应管制备工艺，需要研究清楚场效应管在栅极偏压作用下产生阈值电压漂移的机制，这都需要准确地测量出场效应管在栅极偏压作用下其阈值电压的漂移特性。

现有的测量场效应管阈值电压漂移特性的方法步骤如下：先测量未加栅偏压时场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线；然后施加栅偏压V_stress，如图1所示，一定时间后撤去栅偏压，在栅极和漏极分别施加测量信号得到栅偏压作用后场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线；图中示出场效应管在未加栅偏压时(虚线所示)和作用栅偏压一段时间后的转移特性曲线(实线所示)。由转移特性曲线的线性区(对应场效应管线性工作区)线性外推与V_g轴的截距为阈值电压值V_th。在施加栅偏压不同时间段后测量场效应管的转移特性曲线，将各时间段测得的阈值电压漂移值与未加栅偏压时的初始阈值电压值比较，得到场效应管阈值电压随栅偏压作用时间的漂移特性ΔV_th(t)。场效应管在撤去栅偏压后很短的时间内(秒量级)，其阈值电压漂移就会有很快的恢复。而测量场效应管的转移特性，外加的测量信号V_gm和V_dm的扫描时间在分钟量级。当需要测量场效应管受栅偏压作用时间很短时的阈值电压漂移特性，例如：小于分钟量级，采用上述现有的测量方法，撤去栅偏压会造成阈值电压漂移的恢复，而且测量信号对场效应管电学特性的影响与所施栅偏压的作用相当，这样测得的阈值电压漂移特性是栅偏压、撤去栅偏压后阈值电压漂移恢复及外施于栅极的加测量信号综合作用的效果，无法准确地测量出场效应管因栅偏压作用产生的阈值电压漂移特性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何更准确地测量场效应管在栅偏压作用下产生的阈值电压漂移特性，如何在测量过程中减小外加测量信号对场效应管电学特性的影响。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种场效应管阈值电压漂移测量方法，在所述场效应管栅极施加恒定栅偏压V_stress一段时间后，不撤去V_stress，对栅极和漏极分别施加测量信号V_gm和V_dm，得到漏极电流-栅极电压转移特性曲线；将所述转移特性曲线与未加栅偏压V_stress时分别对栅极和漏极施加测量信号V_gm和V_dm测得的初始转移特性曲线比较得到所述场效应管的阈值电压漂移值。

其中，所述测量信号V_gm和V_dm是周期为T的同步脉冲信号。

其中，所述测量信号V_gm为脉冲电压周期递增或递减的直流或交流脉冲信号。

其中，所述脉冲信号的相邻周期的脉冲电压变化量ΔV_gm相等。

其中，所述脉冲信号V_gm为脉冲电压周期递增的正或负直流脉冲信号。

其中，所述脉冲信号V_gm为脉冲电压周期递减的正或负直流脉冲信号。

其中，所述脉冲信号V_gm为脉冲电压由负到正周期递增的交流脉冲信号。

其中，所述脉冲信号V_gm为脉冲电压由正到负周期递减的交流脉冲信号。

其中，所述脉冲信号周期T小于10微秒。

其中，所述脉冲信号的占空比T_on/T小于1/3。

其中，所述V_stress与V_gm的叠加信号的电压为-20V～30V。

其中，所述V_dm为正或负直流脉冲信号，其信号幅度|V_dm|为25～100mV。

(三)有益效果