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SiCMOSFET阈值电压测试方法

1范围

本文件规定了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiCMOSFET)阈值电压测试方法。

本文件的测试方法适用于平面结构的SiCMOSFET阈值电压的测量，包含测试原理，测试电路以及测

试条件。

2规范性参考文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文

件。

JEP183SiCMOSFET的阈值电压(V)测量指南

T

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

漏源电压drain-sourcevoltage

V被测器件漏极和源极之间的电压。

ds

3.2

栅源电压gate-sourcevoltage

V被测器件栅极和源极之间的电压。

gs

3.3

阈值电压gate-sourcevoltage

V通常将传输特性曲线中输出电流随输入电压改变而急剧变化转折区的中点对应的输入电压。

T

3.4

漏源电流drain-sourcecurrent

I被测器件漏极和源极之间的电流。

ds

3.5

阈值电压测量时间VmeasurementtimeT

t_测量阈值电压的时间。

VT

1

4仪器设备

半导体参数测试仪包括但不限于Keysight公司生产的B1505。

5测试原理

当栅极电压达到某值时，该期间的源极和漏极的电流达到某特定值，即认为该mos管打开，此时的栅

极电压即为阈值电压。测试方法如图1所示。阈值电压计算公式如公式（1）所示：

4ln ()

2

=+ln−……(1)

式中：

V——阈值电压；C——单位面积栅氧化层电容；ε——衬底相对介电常数；T——热力学温度；

THoxs

k——玻尔兹曼常数；N——外延层掺杂浓度；n——本征载流子浓度；q——电子电荷；Q——氧化层

Aiox

固定表面电荷。

图1测试方法原理图

6测试条件

测试环境温度要求为25℃左右。

测试环境相对湿度大概在40%-50%之间。

7测试方法

7.1测试步骤

a)将MOSFET的栅极和漏极短接，在漏极注入漏极电流，测量源漏电压并作为初始阈值电压；

b)根据初始阈值电压设定栅极电压测量范围；

c)在栅极电压测量范围内测量MOSFET的线性工作区的静态转移特性曲线；

d)从静态转移特性曲线得到最大跨导值并线性外推形成最终阈值电压。

7.2测试程序

SiCMOSFET阈值电压程序如下图所示：

2

注：Sort停止测试,blank无停止测试

图2SiCMOSFET阈值电压程序图

测试程序如上表所示，测试阈值电压之前先在漏源极两端施加满额定电压，顺序为先施加负满额定电

压(VGS-10V)，测试时间为10ms,再施加正满额定电压(VGS22V)，测试时间为10ms，之后再测试阈

值电压(阈值电压测试时间为2.5ms)。在每个测试项目中间会存在一定的测试延迟，延迟时