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[发明专利]一种应用于半导体器件超高速实时表征的信号同步方法-CN201910280830.7有效
发明人：赵毅;曲益明 -专利权人：浙江大学
申请日： 2019-04-09 - 公布日： 2020-09-04 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种应用于半导体器件超高速实时表征的信号同步方法，该方法利用绝缘层上金属‑氧化物‑半导体场效应晶体管的特点，得到激励信号与响应信号的时间延迟，获得作为超高速实时表征的系统总延时，对其中一路信号进行时序平移，并再次重复上述步骤，判断系统总延时是否小于设定阈值，如果不满足则重复上述步骤，否则完成激励信号与响应信号时序同步，可以进行超高速实时表征。本发明简单易行、准确可靠地解决了超高速表征中激励信号与响应信号无法准确地时序同步，导致超高速实时表征难以实现的困难；本发明同步精度极高。本发明适用范围广泛，可用于结、电容、晶体管、存储器、阵列单元等各类半导体器件的超高速表征。
一种应用于半导体器件超高速实时表征信号同步方法

[发明专利]一种消除超快速半导体元器件测试中寄生电容影响的方法-CN201910585505.1有效
发明人：赵毅;孙颖;程然;曲益明 -专利权人：浙江大学
申请日： 2019-07-01 - 公布日： 2020-06-23 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种应用于消除超快速半导体元器件测试中寄生电容影响的方法。该方法通过调整半导体元器件校准电压测试条件，提取寄生电容在超快速测试中对于器件特性表征的影响，再经过数学运算抵消半导体元器件本身寄生电容及系统部件的寄生电容的影响，得到准确的测量结果。本发明创新在于通过调整校准测试电压条件定量提取寄生电容对超快速测试的影响并抵消，实现信号校准。本发明方法可适用于高性能平面晶体管，鳍式立体栅极、环栅结构场效应晶体管等其他半导体元器件的电学特性研究，操作简单，精度高，效果显著，为SHE(自热效应)、NBTI(负偏压温度不稳定性)、HCI(热载流子注入效应)等器件可靠性测试提供强有力的支持。
一种消除快速半导体元器件测试寄生电容影响方法

[发明专利]一种测量结型器件温度及自热效应的方法-CN201910214269.2有效
发明人：赵毅;高世凡;陈冰;曲益明 -专利权人：浙江大学
申请日： 2019-03-20 - 公布日： 2020-05-26 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种测量结型器件温度及自热效应的方法。传统的测试方法只能测得器件的平均温度。随着电路的频率不断增大，平均温度和瞬时温度的差异不断扩大，相应的，器件的参数在两种情况下的偏差进一步增大。本发明利用瞬时的电学响应和温度间的关系，得到器件在任意时刻的温度。通过高速的脉冲，探测过程对于原有状态的影响可以进一步减小。通过使用磁隧穿结在平行态下电阻不随温度和电压改变的性质，可以获得施加在器件上的真实电压，这一过程能够消除电压幅值不稳定所引入的测试误差，从而获得准确的器件温度变化。本发明方法能够使得对于结型器件的参数表征更加准确，从而使得器件与电路设计得到改善。
一种测量器件温度热效应方法

[发明专利]一种晶体管弹道输运效率的准确提取与预测方法-CN201910280855.7有效
发明人：赵毅;曲益明 -专利权人：浙江大学
申请日： 2019-04-09 - 公布日： 2020-02-28 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种晶体管弹道输运效率的准确提取与预测方法，包括：在不同的环境温度下，获得晶体管的转移特性IDS‑VGS曲线，提取不同温度下的阈值电压Vth和饱和源漏电流IDsat，通过研究阈值电压、饱和源漏电流的变化分别与温度的依存关系，计算背散射效率rsat和弹道输运效率Bsat；通过测量和计算获取不同沟道长度的晶体管的弹道输运效率，构建获得更短沟道长度弹道输运效率的预测模型。本发明能够获得准确的弹道输运效率参数，并对更短沟道的晶体管的弹道输运效率进行预测，为短沟道器件关键参数的提取与建模提供了一种解决方。本发明适用于以硅、锗、III‑V族化合物为载流子沟道的高性能平面晶体管、鳍式立体栅极和环栅‑纳米线结构的晶体管。
一种晶体管弹道输运效率准确提取预测方法

[发明专利]一种高速量测器件本征随机涨落特性的系统及方法-CN201910280840.0在审
发明人：赵毅;曲益明 -专利权人：浙江大学
申请日： 2019-04-09 - 公布日： 2019-07-02 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种高速量测器件本征随机涨落特性的系统及方法，该系统包括：信号产生单元、输入探针、信号采集单元、装载有信号调制单元的输出探针、被测器件和控制单元；向被测器件施加一串连续、周期性循环重复的信号，记录器件开启工作后响应的一串连续、周期性循环重复但包含着随机涨落特性的信号，由此获得单个器件循环与循环的随机涨落特性。本发明测试效率高，可在一次测量中实现对单个器件的多次开关，获得器件的随机涨落特性，显著减少测量时间。本发明系统的自身噪声低，可有效避免其对器件本征随机涨落的影响。本发明适用于各类逻辑器件、存储类器件以及芯片阵列单元等各类半导体器件的随机涨落特性的表征。
随机涨落本征周期性循环被测器件单个器件量测信号采集单元信号产生单元信号调制单元半导体器件测试效率获得器件记录器件逻辑器件输出探针输入探针芯片阵列一次测量存储类重复噪声装载测量施加响应

[发明专利]一种量测晶体管自热效应及沟道平均温度变化的方法-CN201710821889.3有效
发明人：赵毅;曲益明;陈冰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2017-09-13 - 公布日： 2019-06-07 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种量测晶体管自热效应及沟道平均温度变化的方法，包括确定自热效应产热的热饱和时间和关断后这些热量完全消除的散热时间,提取晶体管开启时沟道平均温度随时间的变化,以及描绘晶体管“沟道平均温度‑漏极电压‑漏极电流”的三维特性关系，用于提取随时间瞬态变化的热容和热阻，以建立准确的、符合实际电路情况的SPICE模型，可适用于以硅、锗、Ⅲ‑Ⅴ族化合物为载流子沟道的高性能平面晶体管，以及鳍式立体栅极、环栅(GAA)结构的场效应晶体管。本发明方法通过直接量测晶体管的电学特性，定量表征自热效应对漏极电流的影响，用以建立与自热效应的相关的准确的SPICE模型。
一种晶体管自热效应沟道平均温度变化方法

[发明专利]一种稳定漏电压的新型探针结构-CN201711254623.1有效
发明人：赵毅;张捷;曲益明;陈冰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2017-12-01 - 公布日： 2018-12-04 - 主分类号： G01R1/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种稳定漏电压的新型探针结构。在I_d‑V_g测试系统中的高频探针上焊接一个能够稳定漏极电压的芯片；所述芯片包含高速运算放大器，高速运算放大器的负极输入端通过引脚连接高频探针signal针芯，负极输入端与输出端之间接有反馈电阻R2，负极输入端和地之间接有电阻R3，在高速运算放大器的输出端接有电阻R1，在高速运算放大器的正极输入端和电源端均接直流电源；本发明的创新在于通过在探针上安装带有运放电路的芯片，利用运算放大器的虚拟短路特性将漏极电压固定，从而得到更准确的晶体管电学特性的测试结果。本发明方法避免了传统测量时因栅漏极的电压改变导致寄生电容充放电，而使测得的漏极电流失真。
高速运算放大器负极输入端高频探针漏极电压探针结构芯片漏电压输出端电阻寄生电容充放电运算放大器正极输入端测试系统传统测量电学特性短路特性反馈电阻漏极电流运放电路直流电源电源端晶体管探针引脚栅漏针芯焊接失真虚拟

[发明专利]一种应用于晶体管的高速三维电学特性测试系统-CN201610872855.2有效
发明人：赵毅;曲益明;陈冰;卢继武;韩菁慧 -专利权人：浙江大学
申请日： 2016-09-30 - 公布日： 2018-03-16 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种应用于晶体管的高速三维电学特性测试系统，该系统包括数据反馈与处理器、波形处理器、宽频带拾捡三通装置、第一微波探针和第二微波探针。本发明的创新在于通过给晶体管的漏极施加阶梯变化的电压波形，并在每个阶梯电平中给晶体管的栅极施加一个脉冲电压信号，来进行一次晶体管转移特性测试，从而在100nS内测出晶体管的三维电学特性(IDS‑VGS‑VDS)、转移特性(IDS‑VGS)和输出特性(IDS‑VDS)。本发明系统可适用于以硅、锗、Ⅲ‑Ⅴ族化合物为载流子沟道的高性能平面晶体管，以及鳍式立体栅极、环栅(GAA)结构场效应晶体管的电学特性研究。
一种应用于晶体管高速三维电学特性测试系统

[发明专利]一种应用于半导体器件的皮秒级超快速电学特性测试系统-CN201610502727.9有效
发明人：赵毅;张睿;卢继武;曲益明 -专利权人：浙江大学
申请日： 2016-06-27 - 公布日： 2018-01-12 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种应用于半导体器件的皮秒级超快速电学特性测试的系统。该系统包括波形处理器、宽频带电压放大器、宽频带电压偏置器、宽频带拾捡三通装置、第一微波探针和第二微波探针。本发明的创新在于通过给电子器件施加皮秒级的脉冲序列波形，使电子器件处于类似CPU的真实工作环境中，测试出CPU中的电子器件在实际开关速度(100pS级别)下的电学特性。本发明系统可适用于以硅、锗、Ⅲ‑Ⅴ族化合物为载流子沟道的高性能平面晶体管，以及鳍式立体栅极、环栅(GAA)结构场效应晶体管的电学特性研究。
一种应用于半导体器件皮秒级超快速电学特性测试系统

[发明专利]一种提高半导体器件皮秒级超快速电学特性测试精度的方法-CN201611245764.2在审
发明人：赵毅;韩菁慧;陈冰;曲益明;张睿 -专利权人：浙江大学
申请日： 2016-12-29 - 公布日： 2017-05-17 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种提高半导体器件皮秒级超快速电学特性测试精度的方法，属于半导体器件电学特性测试领域，该方法包括对金属氧化物半导体场效应晶体管电学特性测试时的栅极激励信号(Vg)和示波器得到的响应信号(可对应换算为源漏电流Id)进行同步的步骤及测得的与源漏电流有关的响应信号去除噪声的步骤。本发明方法同步精度可达1‑2个皮秒；并且利用多点平均和平滑算法对所测得信号进行去除测试噪声处理，得到更准确的Id(MOSFET漏端电流)、Vg(MOSFET栅极电压)信号。本发明方法操作简单，精度高，效果显著，并且结合皮秒级超快速电学性能测试系统，为SHE(自热效应)、NBTI(负偏压温度不稳定性)、HCI(热载流子注入效应)等器件可靠性测试提供了强有力的支持。
一种提高半导体器件皮秒级超快速电学特性测试精度方法

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