安捷倫 4155C 半導(dǎo)體測(cè)試分析儀，是行業(yè)經(jīng)典臺(tái)式器件表征測(cè)試設(shè)備，廣泛用于實(shí)驗(yàn)室半導(dǎo)體器件 I-V、準(zhǔn)靜態(tài) C-V 與可靠性應(yīng)力測(cè)試。儀器搭載 4 組源測(cè)量單元 SMU、2 組電壓源 VSU、2 組電壓測(cè)量單元 VMU，具備 10fA 電流、0.2mV 電壓的高分辨測(cè)量能力，支持掃描、采樣、旋鈕掃描等多種測(cè)試模式。

詳細(xì)介紹

一、產(chǎn)品概述

安捷倫 4155C 半導(dǎo)體測(cè)試分析儀，是半導(dǎo)體器件表征領(lǐng)域久經(jīng)市場(chǎng)驗(yàn)證的臺(tái)式精密測(cè)試儀器，前身由惠普研發(fā)，安捷倫時(shí)代持續(xù)迭代至 C 版本，至今仍是高校、科研院所與中小半導(dǎo)體企業(yè)器件研發(fā)、晶圓工藝評(píng)估、器件失效分析的主流設(shè)備。該儀器集成激勵(lì)源與測(cè)量采集一體化設(shè)計(jì)，可對(duì)分立半導(dǎo)體器件、MOSFET、二極管、電容介質(zhì)、薄膜材料等開(kāi)展直流 I-V 特性、準(zhǔn)靜態(tài) C-V（QSCV）、器件應(yīng)力可靠性測(cè)試，把電壓 / 電流施加與信號(hào)采集同步完成，無(wú)需多臺(tái)儀器組合搭建測(cè)試平臺(tái)，大幅簡(jiǎn)化半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)搭建成本。4155C 定位通用型器件表征，區(qū)別于更高精度的 4156C，在滿足絕大多數(shù)器件測(cè)試需求前提下，兼顧設(shè)備采購(gòu)與使用成本，適合實(shí)驗(yàn)室研發(fā)小批量樣品測(cè)試。儀器支持面板手動(dòng)操作、IBASIC 內(nèi)置編程、GPIB 遠(yuǎn)程程控三種控制方式，可搭配探針臺(tái)完成晶圓級(jí)在片測(cè)試，也可通過(guò)夾具封裝器件做成品測(cè)試。選配 41501B 擴(kuò)展單元后，可升級(jí)大功率 SMU、雙脈沖發(fā)生器與低噪聲接地模塊，拓展大功率器件、脈沖應(yīng)力老化等測(cè)試場(chǎng)景，適配更多器件可靠性評(píng)估需求。

二、硬件架構(gòu)與核心技術(shù)指標(biāo)

4155C 主機(jī)內(nèi)部模塊化配置，包含 4 通道源測(cè)量單元（SMU）、2 通道電壓源單元（VSU）、2 通道電壓測(cè)量單元（VMU），多通道獨(dú)立可控，能夠同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體器件不同引腳施加偏置電壓并采集反饋信號(hào)，滿足三端、四端器件的同步測(cè)量。儀器基礎(chǔ)測(cè)量分辨率可達(dá)10fA 電流、0.2mV 電壓，微弱電流測(cè)量能力適配 MOS 器件亞閾值漏電流、介質(zhì)薄膜漏電、低泄漏二極管等微小信號(hào)檢測(cè)。支持三類基礎(chǔ)測(cè)量模式：掃描測(cè)量、采樣測(cè)量、準(zhǔn)靜態(tài) C-V 測(cè)量。面板旋鈕掃描功能可以直接旋轉(zhuǎn)旋鈕實(shí)時(shí)改變輸出偏壓，動(dòng)態(tài)觀測(cè)器件曲線，方便調(diào)試階段快速定性觀察器件特性，無(wú)需編寫掃描程序。主機(jī)內(nèi)置應(yīng)力測(cè)試模式，可長(zhǎng)時(shí)間施加恒定直流電壓或電流，完成器件偏置應(yīng)力老化，評(píng)估柵氧、介質(zhì)層隨偏置產(chǎn)生的性能退化，屬于晶圓級(jí)可靠性 WLR 測(cè)試常用手段。搭配 41501B 擴(kuò)展模塊，輸出能力拓展至 ±200V、±1A 大功率，增加雙脈沖發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)脈沖激勵(lì)應(yīng)力測(cè)試，用于評(píng)估器件瞬態(tài)特性與脈沖老化失效。儀器采用三軸低噪聲接線方案，降低線纜漏電與噪聲干擾，保障 fA 級(jí)小電流測(cè)量穩(wěn)定。電壓測(cè)量單元支持差分測(cè)量，抑制共模噪聲，提升低電壓信號(hào)采集準(zhǔn)確度。整機(jī)硬件設(shè)計(jì)穩(wěn)定，抗環(huán)境電磁干擾能力強(qiáng)，適合普通實(shí)驗(yàn)室環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)測(cè)試。

三、測(cè)試軟件與操作體系

4155C 配套 Desktop EasyEXPERT 軟件，提供圖形化 PC 控制界面，操作邏輯和 B1500A 器件分析儀保持一致，降低使用者學(xué)習(xí)門檻。軟件內(nèi)置超過(guò) 80 套預(yù)定義應(yīng)用測(cè)試模板，覆蓋二極管 I-V、MOS 轉(zhuǎn)移 / 輸出曲線、電容 C-V、擊穿電壓、漏電測(cè)試、V-Ramp 柵氧可靠性測(cè)試等常規(guī)項(xiàng)目，所有模板參數(shù)均可自定義修改，用戶可根據(jù)樣品規(guī)格調(diào)整掃描范圍、步進(jìn)、保持時(shí)間、采集平均次數(shù)。軟件支持測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)保存至本地或網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，測(cè)試完成后可直接生成 I-V、C-V 曲線，自動(dòng)提取閾值電壓、亞閾值擺幅、擊穿電壓、串聯(lián)電阻、電容平帶電壓等關(guān)鍵器件參數(shù)，無(wú)需人工手動(dòng)計(jì)算。同時(shí)具備離線數(shù)據(jù)分析功能，在不連接儀器的電腦上，調(diào)取歷史測(cè)試文件，重繪曲線、修改算法、導(dǎo)出報(bào)表，方便科研論文撰寫與工藝數(shù)據(jù)歸檔。儀器自帶 IBASIC 編程語(yǔ)言，可在儀器本地編寫自動(dòng)測(cè)試序列，實(shí)現(xiàn)多器件連續(xù)循環(huán)測(cè)試；GPIB 接口支持外部程控，可接入自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，與探針臺(tái)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)晶圓多點(diǎn)自動(dòng)掃描測(cè)試。軟件同時(shí)兼容經(jīng)典測(cè)試界面模式，沿用老版本 4155 系列操作邏輯，老用戶可以無(wú)縫上手，降低設(shè)備遷移成本。

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景

MOSFET 器件研發(fā)測(cè)試：測(cè)試轉(zhuǎn)移特性、輸出特性、亞閾值漏電、柵極漏電、閾值電壓，評(píng)估器件工藝波動(dòng)，判斷光刻、注入、柵氧制備工藝優(yōu)劣。
無(wú)源介質(zhì)與電容測(cè)試：準(zhǔn)靜態(tài) QSCV 測(cè)試，獲取半導(dǎo)體電容 C-V 曲線，計(jì)算平帶電壓、氧化層厚度、界面態(tài)密度，評(píng)估柵介質(zhì)薄膜質(zhì)量。
分立器件測(cè)試：二極管正向反向 I-V、反向擊穿電壓、漏電流，BJT 晶體管輸出與輸入特性。
器件可靠性與失效分析：直流應(yīng)力、V-Ramp 斜坡電壓測(cè)試，評(píng)估柵氧擊穿特性、介質(zhì)經(jīng)時(shí)退化，開(kāi)展晶圓級(jí)可靠性篩選，分析器件失效機(jī)理。
新材料器件表征：有機(jī)半導(dǎo)體、薄膜晶體管、光電探測(cè)器等新型器件的直流電學(xué)特性表征，是高校材料、微電子實(shí)驗(yàn)室常用設(shè)備。

五、設(shè)備優(yōu)勢(shì)與使用說(shuō)明

4155C 半導(dǎo)體測(cè)試分析儀在于通用性強(qiáng)，一套設(shè)備覆蓋 I-V、C-V、應(yīng)力可靠性三類核心半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試，減少多臺(tái)儀器采購(gòu)?fù)度?。操作門檻友好，既支持工程師編寫自動(dòng)化測(cè)試程序，也支持實(shí)驗(yàn)人員直接在儀器面板快速手動(dòng)測(cè)試，兼顧批量自動(dòng)化與快速定性測(cè)試需求。作為行業(yè)經(jīng)典機(jī)型，配套的測(cè)試案例、程序代碼、技術(shù)資料豐富，維修配件資源充足，在二手實(shí)驗(yàn)室設(shè)備市場(chǎng)保有量大，性價(jià)比突出。需要注意，該儀器屬于已停產(chǎn)經(jīng)典機(jī)型，適合基礎(chǔ)直流器件表征，高頻動(dòng)態(tài)、超快脈沖等前沿測(cè)試需求需搭配其他儀器。進(jìn)行 fA 級(jí)微弱電流測(cè)試時(shí)，需要三軸電纜、屏蔽探針臺(tái)，控制環(huán)境濕度與電磁干擾，減少外部漏電對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)的偏差。整體來(lái)看，安捷倫 4155C 是微電子實(shí)驗(yàn)室性價(jià)比很高的半導(dǎo)體參數(shù)表征平臺(tái)，廣泛用于半導(dǎo)體工藝開(kāi)發(fā)、器件基礎(chǔ)研究、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、樣品失效分析，時(shí)至今日，依舊在眾多科研與產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)器件電學(xué)特性測(cè)試工作。

關(guān)鍵詞：科研院發(fā)生器光電探測(cè)器

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半導(dǎo)體測(cè)試分析儀

東莞鵬慶電子科技有限公司

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二、硬件架構(gòu)與核心技術(shù)指標(biāo)

三、測(cè)試軟件與操作體系

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景

五、設(shè)備優(yōu)勢(shì)與使用說(shuō)明

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