中心議題：

• 二極管的泄漏電流的測量
• MOSFET的亞閾區電流的測量

解決方案：

• 采用源-測量單元測量二極管的泄漏電流
• 采用兩台SMU來測量MOSFET的亞閥區電流

測試半導體器件和晶圓片（Wafer）常常要涉及到測量小電流。其中有些測試工作包括各種泄漏電流的測量。另一些對於晶圓片級半導體的弱電流測量則通常與介電材料（氧化物或化合物）的質量有關。這些弱電流測量工作常常使用靜電計或源-測量單元。本文將介紹使用源-測量單元測量二極管的泄漏電流以及MOSFET的亞閾區電流（sub-thresh old current）。

二極管的泄漏電流

在(zai)理(li)想(xiang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，二(er)極(ji)管(guan)的(de)反(fan)向(xiang)電(dian)流(liu)應(ying)當(dang)為(wei)零(ling)。然(ran)而(er)，實(shi)際(ji)上(shang)確(que)實(shi)存(cun)在(zai)著(zhe)反(fan)向(xiang)電(dian)流(liu)。衡(heng)量(liang)二(er)極(ji)管(guan)質(zhi)量(liang)的(de)一(yi)個(ge)方(fang)麵(mian)就(jiu)是(shi)在(zai)規(gui)定(ding)的(de)反(fan)向(xiang)偏(pian)置(zhi)電(dian)壓(ya)下(xia)的(de)泄(xie)漏(lou)電(dian)流(liu)。

圖1 示出如何使用236型或6430型SMU來測量二極管的泄漏電流。236型SMU能夠以10fA的分辨率測量電流，並且輸出需要的偏置電壓。6430型SMU的分辨率為10aA。源-測量單元還可以測量其它的二極管參數，包括正向電壓降和擊穿電壓。

圖1 源-測量單元與二極管的連接

為了避免靜電幹擾引起的誤差，應當將二極管放在屏蔽的測試夾具（test fixture）內。該裝置還能提供對光的遮蔽。由於二極管的結對光敏感
，這一點也是很重要的。
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MOSFET的亞閾區電流

各種MOSFET測試都要求進行弱電流的測量。這些測試包括柵極漏電、泄漏電流與溫度的關係、襯底對漏極的漏電和亞閾區電流等。

亞閾區電流測試常常在晶圓片級進行。它是表示器件打開和關閉的快慢程度的參數。圖2示出測量亞閾區電流的典型測試設置情況。在此配置中
，4200型半導體特性分析係統配備了2個SMU和前置放大器。使用一個SMU來提供恒定的漏-源電壓(VDS)，並測量產生的漏極電流（IDS）。另一個SMU用來掃描柵-源電壓（VGS）。對這個SMU來說，應當將鉗位電流或測量電流值設置為固定測量量程上的最高期望的柵極電流。

圖2 使用二台SMU來測量亞閥區電流

圖3是一個增強型MOSFET的IDS對VGS曲線。該曲線是在4200- SCS型半導體特性測試係統上得到的。

圖3 增強型MOSFET的IDS-VGS曲線