美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY在半導(dǎo)體器件/微電子實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用。半導(dǎo)體器件/微電子實(shí)驗(yàn)室是現(xiàn)代電子工程教育課程的一個(gè)主要部分。分析和評(píng)估各種半導(dǎo)體器件，例如二極管、雙極晶體管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管、無(wú)源元件乃至集成電路器件，zui常見的電特性分析方法是：

MOSFET 的典型 I-V 圖
1.電流與電壓 （I-V） 測(cè)試顯示了流過的直流電流和電子器件以及器件兩端直流電壓之間的關(guān)系。
   
典型 C-V 測(cè)線圖
2.電容與電壓 （C-V） 測(cè)試用于分析半導(dǎo)體材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)，例如表面俘獲電荷密度、固定電荷和氧化層電荷。

測(cè)量范例
 
1. MOS 電容器
C-V 曲線 （高頻：100kHz）： 
摻雜類型 – 氧化層厚度 – 平帶電壓 – 閾值電壓 – 襯底摻雜 – zui大耗盡層寬度 – 反型層到平衡的靈敏度：電壓掃描率和方向 – 光效應(yīng)和溫度效應(yīng)。

I-V 曲線分析：
電荷建立 （測(cè)量電壓 - 時(shí)間圖，用低電流源）； 氧化層電容測(cè)定； 與 C-V 曲線比較。

C-V 曲線 （準(zhǔn)靜態(tài)） 結(jié)合 C-V 曲線： 
表面電位 Ψs 與施加電壓的關(guān)系 – Si （100） 的表面態(tài)密度 Dit = f （Ψs） 與 Si （111） 的相比：方向和后處理退火的影響。

C-V 曲線 （高頻：100kHz）：
移動(dòng)氧化層電荷密度 （偏壓溫度應(yīng)力：200°C，10 分鐘，±10V）
 
2. 雙極結(jié)型晶體管
   正向共發(fā)射極輸出特性：Ic = f （Vce>0,Ib）, Iceo （f） 測(cè)量。
   正向 CE 輸入特性：Ib = f （Vbe） 對(duì)于幾個(gè) Vce 正值。
   正向 Gummel 曲線： log Ic, log Ib = f（Vbe >0）.
   確定增益 βf = Ic/Ib 和 af。
   Βf 與 log（Ic） 的關(guān)系： 低注入和高注入的效果。
   非理想特性：爾利電壓。
   反向 CE 輸出特性： Ic=f（Vce<0,Ib）, Iceo（r）.
   反向 CE 傳輸特性：Ib=f（Vbe） 對(duì)于幾個(gè)Vce負(fù)值。
   反向 Gummel 曲線： logIe, logIb=f（Vbc>0）.
   確定增益 βr = Ie/Ib 和 ar。
   Βr 與 log（Ie） 的關(guān)系： 低注入和高注入的效果。
   Vce（sat） = Vbe（on） – Vbc（on） 確定，對(duì)于給定的 Ib 電流。
   Ebers Moll 模型構(gòu)建并且與實(shí)驗(yàn)做比較。
   BE 和 CE 結(jié)的 C-V 特性分析。基區(qū)摻雜濃縮。
 
3. 亞微米集成 MOSFET
輸出特性：IDS = f（VDS,VGS）:
p型 MOSFET （增強(qiáng)或耗盡），溝道長(zhǎng)度調(diào)制參數(shù)（λ） 在飽和區(qū)域 （VDS<–3V） 有效溝道長(zhǎng)度與 VDS 的關(guān)系。
傳輸特性： 
IDS = f（VGS） and Transconductance gm = f（VGS） in the linear region （VDS = –0.1V）: Determination of the threshold voltage VT and of the transconductance factor k. Derivation of the effective channel mobility μeff as function of VGS.
襯底偏壓特性： 
IDS = f（VGS,VBS>0）, determination of the γ factor in the linear region （VDS = –0.1V）. Doping concentration substrate.
亞閾值特性：
log （IDS） = f（VGS） for several high VDS values: Drain Induced Barrier Lowering （VT shift） effect.
襯底電流特性：
log （Ibs） = f（VGS） for several high VDS values: Hot carrier injection effects. Incidence on output characteristics at high drain levels.
使用長(zhǎng)溝道和短溝道公式的輸出特性模型：比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

半導(dǎo)體器件實(shí)驗(yàn)室的核心是參數(shù)分析儀。美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY4200-SCS 結(jié)合了 美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY4200-CVU 的集成選件，能讓半導(dǎo)體測(cè)試用戶靈活地創(chuàng)建集成了 DC、脈沖和 C-V 測(cè)試功能的方案。美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY4200-SCS半導(dǎo)體特性分析系統(tǒng)能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室級(jí)的直流和脈沖器件特性分析、實(shí)時(shí)繪制以及高精密和亞飛安分辨率的分析。

美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY2600系列或美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY2400系列源表，可免費(fèi)下載的 LabTracer® 2.0 軟件允許用戶快速、簡(jiǎn)單地配置和控制多達(dá)8條的通道用于曲線追蹤或器件特性分析，具有簡(jiǎn)單的圖形用戶接口用于設(shè)置、控制、數(shù)據(jù)采集和繪制數(shù)字源表的 DUT 數(shù)據(jù)。

美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY6220直流電流恒流源 或 美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY6221交流電流直流電流恒流源的低電流 DC 源能力以及美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY2182A納伏表的低壓測(cè)量精度，吉時(shí)利的 delta 模式 （電流反轉(zhuǎn)極性） 電阻測(cè)量功能非常適合于低阻測(cè)量 （低至 10 nΩ） 適于分析導(dǎo)通電阻參數(shù)、互連和低功率半導(dǎo)體。因?yàn)楫?dāng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)低電阻、低功耗半導(dǎo)體器時(shí)，管理電源對(duì)于防止器件損壞而言至關(guān)重要。分析現(xiàn)代材料、半導(dǎo)體和納米電子元件的電阻需要輸出極低電流和測(cè)量極低電壓的能力。

納米電子研究人員、半導(dǎo)體器件研究人員、射頻器件設(shè)計(jì)工程師和教育工作者等用戶適合使用美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY3400 系列脈沖/碼型發(fā)生器具有碼型發(fā)生和全面控制脈沖幅度、上升時(shí)間、下降時(shí)間、寬度和占空比等各種脈沖參數(shù)。

美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY2400數(shù)字源表 SourceMeter®儀器和 美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY2600數(shù)字源表在一臺(tái)儀器中集成了精密電源、真電流源和 DMM 等多種測(cè)試功能，美國(guó)吉時(shí)利KEITHLEY2600 系列還包含任意波形發(fā)生器、帶測(cè)量功能的電壓或電流脈沖發(fā)生器、電子負(fù)載和觸發(fā)控制器。能夠簡(jiǎn)單、快速地測(cè)量二極管、晶體管、運(yùn)放等有源器件和的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。