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Technical articles
更新時(shí)間:2025-11-29
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在晶體管的關(guān)態(tài)電流測(cè)量、高阻材料電阻率測(cè)量、納米器件的電學(xué)特性、掃描探針顯微鏡等實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)器件尺寸縮小到納米級(jí)別或材料非常薄時(shí),漏電流和待測(cè)電流本身就極其微小。在這個(gè)級(jí)別,實(shí)驗(yàn)者需要與各種噪聲和干擾作斗爭(zhēng),包括熱噪聲、振動(dòng)噪聲,甚至空氣中分子電離產(chǎn)生的電荷。
如此微小電流的實(shí)驗(yàn)需要電流小于100飛安(fA,即 10^ 安培),要進(jìn)行100fA以下的電流測(cè)量,常規(guī)的萬(wàn)用表是沒有用的。必須使用專門的設(shè)備和技術(shù)。
1、靜電計(jì)/源測(cè)量單元:這是核心設(shè)備。高精度的靜電計(jì)或SMU可以測(cè)量低至0.1fA甚至更低的電流。它們采用特殊的“虛地"技術(shù)和超高反饋電阻(例如 > 10^ Ω)。
2、三同軸電纜:使用雙層屏蔽的三同軸電纜連接被測(cè)器件和靜電計(jì)。外層屏蔽接地,內(nèi)層屏蔽被驅(qū)動(dòng)至與中心導(dǎo)體相同的電位(保護(hù)技術(shù)),以最1大限度地減少電纜的泄漏電流和寄生電容。
3、屏蔽與接地:整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)(包括探針臺(tái))必須置于一個(gè)良好的法拉第籠(金屬屏蔽箱)中,以屏蔽外部電磁干擾。
4、環(huán)境控制:控制濕度非常重要,因?yàn)槌睗窨諝鈺?huì)在絕緣表面形成導(dǎo)電通路,引入巨大的泄漏電流。通常在干燥的氮?dú)猸h(huán)境或真空中進(jìn)行測(cè)量。
5、振動(dòng)隔離:機(jī)械振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電纜和連接器的微小位移,產(chǎn)生摩擦電噪聲,這在高阻抗測(cè)量中是顯著的噪聲源。
為解決電流殿宇100fA的問(wèn)題,可以采用真空探針臺(tái)KT-Z1604T,該探針臺(tái)的承載臺(tái)為60x60不銹鋼臺(tái)面,臺(tái)面最1高可升溫到最1高350℃。真空腔體設(shè)計(jì)有進(jìn)氣口和抽真空接口。探針臂為X/Y/Z三軸移動(dòng),三個(gè)方向均可在真空環(huán)境下精密移位調(diào)節(jié),其中X方向調(diào)節(jié)范圍:0-30mm;y方向調(diào)節(jié)范圍:0-20mm;z方向調(diào)節(jié)范圍:0-20mm;用戶可根據(jù)需要自行調(diào)節(jié)。使用時(shí)將需檢測(cè)的器件固定在加熱臺(tái)上,再微調(diào)探針支架X/Y/Z 方向行程,通過(guò)顯微鏡觀察,使探針對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)點(diǎn)后,即可進(jìn)行檢測(cè)。