CN102654556A - 场效应管阈值电压漂移测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种场效应管阈值电压漂移测量方法，涉及场效应管电学特性测量技术领域，该方法包括步骤：在所述场效应管栅极施加恒定栅偏压Vstress一段时间后，不撤去Vstress，对栅极和漏极分别施加测量信号Vgm和Vdm，得到漏极电流-栅极电压转移特性曲线；将所述转移特性曲线与未加栅偏压Vstress时分别对栅极和漏极施加测量信号Vgm和Vdm测得的初始转移特性曲线比较得到所述场效应管的阈值电压漂移值。本发明减小了测量过程中外加测量信号对场效应管电学特性的影响，能准确地测量场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
Description
技术领域
本发明涉及场效应管电学特性测量技术领域，特别涉及一种场效应管阈值电压漂移测量方法。
背景技术
场效应晶体管(Field Effect Transistor，简称场效应管)的开启和关闭由栅极信号控制。当场效应管长期处于工作状态时，栅极偏压的作用会导致场效应管电学特性出现不稳定，例如：发生阈值电压漂移。在场效应管设计中要根据短期的阈值电压漂移特性预测其能达到的工作寿命，此外，为改进场效应管制备工艺，需要研究清楚场效应管在栅极偏压作用下产生阈值电压漂移的机制，这都需要准确地测量出场效应管在栅极偏压作用下其阈值电压的漂移特性。
现有的测量场效应管阈值电压漂移特性的方法步骤如下：先测量未加栅偏压时场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线；然后施加栅偏压Vstress，如图1所示，一定时间后撤去栅偏压，在栅极和漏极分别施加测量信号得到栅偏压作用后场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线；图中示出场效应管在未加栅偏压时(虚线所示)和作用栅偏压一段时间后的转移特性曲线(实线所示)。由转移特性曲线的线性区(对应场效应管线性工作区)线性外推与Vg轴的截距为阈值电压值Vth。在施加栅偏压不同时间段后测量场效应管的转移特性曲线，将各时间段测得的阈值电压漂移值与未加栅偏压时的初始阈值电压值比较，得到场效应管阈值电压随栅偏压作用时间的漂移特性ΔVth(t)。场效应管在撤去栅偏压后很短的时间内(秒量级)，其阈值电压漂移就会有很快的恢复。而测量场效应管的转移特性，外加的测量信号Vgm和Vdm的扫描时间在分钟量级。当需要测量场效应管受栅偏压作用时间很短时的阈值电压漂移特性，例如：小于分钟量级，采用上述现有的测量方法，撤去栅偏压会造成阈值电压漂移的恢复，而且测量信号对场效应管电学特性的影响与所施栅偏压的作用相当，这样测得的阈值电压漂移特性是栅偏压、撤去栅偏压后阈值电压漂移恢复及外施于栅极的加测量信号综合作用的效果，无法准确地测量出场效应管因栅偏压作用产生的阈值电压漂移特性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何更准确地测量场效应管在栅偏压作用下产生的阈值电压漂移特性，如何在测量过程中减小外加测量信号对场效应管电学特性的影响。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种场效应管阈值电压漂移测量方法，在所述场效应管栅极施加恒定栅偏压Vstress一段时间后，不撤去Vstress，对栅极和漏极分别施加测量信号Vgm和Vdm，得到漏极电流-栅极电压转移特性曲线；将所述转移特性曲线与未加栅偏压Vstress时分别对栅极和漏极施加测量信号Vgm和Vdm测得的初始转移特性曲线比较得到所述场效应管的阈值电压漂移值。
其中，所述测量信号Vgm和Vdm是周期为T的同步脉冲信号。
其中，所述测量信号Vgm为脉冲电压周期递增或递减的直流或交流脉冲信号。
其中，所述脉冲信号的相邻周期的脉冲电压变化量ΔVgm相等。
其中，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压周期递增的正或负直流脉冲信号。
其中，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压周期递减的正或负直流脉冲信号。
其中，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压由负到正周期递增的交流脉冲信号。
其中，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压由正到负周期递减的交流脉冲信号。
其中，所述脉冲信号周期T小于10微秒。
其中，所述脉冲信号的占空比Ton/T小于1/3。
其中，所述Vstress与Vgm的叠加信号的电压为-20V～30V。
其中，所述Vdm为正或负直流脉冲信号，其信号幅度|Vdm|为25～100mV。
(三)有益效果
本发明的场效应管阈值电压漂移测量方法中，将测量信号Vgm叠加在栅偏压Vstress上，消除了因撤去栅偏压作用造成场效应管阈值电压漂移恢复的影响，测量场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性更加准确。另外，栅极外加的测量信号Vgm为脉冲电压周期递增或递减，脉冲电压初始值及其周期变化量可调、脉冲宽度亦可调的脉冲信号，漏极外加的测量信号Vdm为脉冲电压和脉冲宽度分别可调且与Vgm同步的脉冲信号，通过调节外加测量信号的脉冲电压和脉冲宽度能够降低测量过程中外加信号对场效应管固有电学特性的影响，使测量结果更加准确。
附图说明
图1是现有技术的一种场效应管阈值电压漂移测量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加测量信号的示意图，(c)为测得到Id-Vg曲线图；
图2是本发明实施例1的一种场效应管阈值电压漂移测量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加测量信号的示意图，(c)为测得到Id-Vg曲线图；
图3是本发明实施例2的一种场效应管阈值电压漂移测量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加测量信号的示意图，(c)为测得到Id-Vg曲线图；
图4是本发明实施例3的一种场效应管阈值电压漂移测量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加测量信号的示意图，(c)为测得到Id-Vg曲线图；
图5是本发明实施例4的一种场效应管阈值电压漂移测量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加测量信号的示意图，(c)为测得到Id-Vg曲线图。
图6是本发明实施例5的一种场效应管阈值电压漂移测量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加测量信号的示意图，(c)为测得到Id-Vg曲线图。
图7是本发明实施例6的一种场效应管阈值电压漂移测量方法示意图，(a)为施加栅偏压的示意图，(b)为施加外加测量信号的示意图，(c)为测得到Id-Vg曲线图。
具体实施方式
本发明的场效应管阈值电压漂移测量方法中，在场效应管的栅极施加恒定栅偏压Vstress，作用一段时间后，在栅极和漏极分别叠加脉冲宽度、脉冲电压均可调的周期为T(微秒量级)的同步脉冲测量信号Vgm和Vdm，不撤去栅偏压进行测量，以更准确地测量出场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。以下结合附图和实施例对本发明进行具体说明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图2(a)所示，首先在场效应管的栅极施加恒定栅偏压Vstress使场效应管产生阈值电压漂移。通常将源、漏极接地，在栅极施加一恒定偏压Vstress，此实施例中Vstress为正偏压，将该Vstress作用于场效应管栅极一段时间后，即可测量场效应管阈值电压随栅偏压作用时间的漂移特性。
如图2(b)所示，在场效应管的栅极和漏极分别施加周期为T的同步脉冲信号Vgm和Vdm，此实施例中Vdm信号为正直流脉冲，图中示出的测量周期包含nT个脉冲周期，测量周期内包含的具体脉冲周期个数可根据实际测量需要调整。该测量周期内，栅极所受电压为Vstress和Vgm的叠加信号。不撤去栅偏压Vstress，可以确保场效应管的阈值电压漂移是因栅偏压作用产生的，消除了现有技术中撤去栅偏压造成阈值电压漂移恢复及外加的Vgm和Vdm信号对阈值电压漂移的影响。因此，能够准确地测量出场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
为了减小外加测量信号对场效应管固有电学特性的影响，在栅极和漏极分别施加的Vgm和Vdm信号为脉冲宽度和脉冲电压均可调的同步脉冲信号，本实施例中，Vgm为脉冲电压周期递增的负直流脉冲信号，其脉冲电压周期变化量为ΔVgm，优选地，相邻周期的脉冲电压变化量ΔVgm相等。为满足实际测量需要，可分别调整Vgm和Vdm信号的脉冲宽度和脉冲电压。
对测量信号的脉冲宽度进行调整，调整Vgm和Vdm脉冲信号占空比Ton/T值，以减小Vgm和Vdm信号对场效应管固有电学特性的影响，Ton/T优选小于1/3，周期T优选小于10微秒。
对测量信号的脉冲宽度进行调整的同时，还可以对脉冲电压进行调整。调整Vdm信号的脉冲电压，优选控制|Vdm|在25～100mV；调整Vgm信号，包括调整Vgm信号的初始脉冲电压、脉冲电压周期变化量ΔVgm或两者同时调整，优选地，调整后使得Vstress和Vgm的叠加信号的电压为-20V～30V。Vdm和Vgm信号的脉冲电压可分别调整，亦可同时调整。
如图2(c)所示，经过上述测量步骤后得到场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线(Id-Vg曲线)，如图中实线所示，将该曲线和未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较，如虚线所示(即未加栅偏压Vstress之前分别对栅极和漏极施加测量信号Vgm和Vdm测得的转移特性曲线)，根据上述两条特性曲线可分别计算出两个测量周期内的阈值电压值(线性外推转移特性曲线的线性部分，与Vg轴的截距即为阈值电压)，进而得到阈值电压漂移值ΔVth。具体来说，场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性可表示为时间t的函数ΔVth(t)，随着栅偏压Vstress作用时间的增加，可分别测得不同作用时间段后的转移特性曲线，将这些转移特性曲线与未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较便可得到ΔVth(t)。由于采用了本实施例的测量方法，该函数能够准确地反映场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
实施例2
如图3(a)所示，首先在场效应管的栅极施加恒定栅偏压Vstress使场效应管产生阈值电压漂移。通常将源、漏极接地，在栅极施加一恒定偏压Vstress，此实施例中Vstress为正偏压，将该Vstress作用于场效应管栅极一段时间后，即可测量场效应管阈值电压随栅偏压作用时间的漂移特性。
如图3中(b)所示，在场效应管的栅极和漏极分别施加周期为T的同步脉冲信号Vgm和Vdm，此实施例中Vdm信号为正直流脉冲，图中示出的测量周期包含nT个脉冲周期，测量周期内包含的具体脉冲周期个数可根据实际测量需要调整。该测量周期内，栅极所受电压为Vstress和Vgm的叠加信号。不撤去栅偏压Vstress，可以确保场效应管的阈值电压漂移是因栅偏压作用产生的，消除了现有技术中撤去栅偏压造成阈值电压漂移恢复及外加的Vgm和Vdm信号对阈值电压漂移的影响。因此，能够准确地测量出场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
为了减小外加测量信号对场效应管固有电学特性的影响，在栅极和漏极分别施加的Vgm和Vdm信号为脉冲宽度和脉冲电压可调的同步脉冲信号，本实施例中，Vgm为脉冲电压周期递增的正直流脉冲信号，其脉冲电压周期变化量为ΔVgm，优选地，相邻周期的脉冲电压变化量ΔVgm相等。为满足实际测量需要，可分别调整Vgm和Vdm信号的脉冲宽度和脉冲电压。
对测量信号的脉冲宽度进行调整，调整Vgm和Vdm脉冲信号占空比Ton/T值，以减小Vgm和Vdm信号对场效应管固有电学特性的影响，Ton/T优选小于1/3，周期T优选小于10微秒。
对测量信号的脉冲宽度进行调整的同时，还可以对脉冲电压进行调整。调整Vdm信号的脉冲电压，优选控制|Vdm|在25～100mV；调整Vgm信号，包括调整Vgm信号的初始脉冲电压、脉冲电压周期变化量ΔVgm或两者同时调整，优选地，调整后使得Vstress和Vgm的叠加信号的电压为-20V～30V。Vdm和Vgm信号的脉冲电压可分别调整，亦可同时调整。
如图3(c)所示，经过上述测量步骤后得到场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线(Id-Vg曲线)，如图中实线所示，将该曲线和未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较，如虚线所示(即未加栅偏压Vstress之前分别对栅极和漏极施加测量信号Vgm和Vdm测得的转移特性曲线)，根据上述两条特性曲线可分别计算出两个测量周期内的阈值电压值(线性外推转移特性曲线的线性部分，与Vg轴的截距即为阈值电压)，进而得到阈值电压漂移值ΔVth。具体来说，场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性可表示为时间t的函数ΔVth(t)，随着栅偏压Vstress作用时间的增加，可分别测得不同作用时间段后的转移特性曲线，将这些转移特性曲线与未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较便可得到ΔVth(t)。由于采用了本实施例的测量方法，该函数能够准确地反映场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
实施例3
如图4所示，图4(a)首先在场效应管的栅极施加恒定栅偏压Vstress使场效应管产生阈值电压漂移。通常将源、漏极接地，在栅极施加一恒定偏压Vstress，此实施例中Vstress为正偏压，将该Vstress作用于场效应管栅极一段时间后，即可测量场效应管阈值电压随栅偏压作用时间的漂移特性。
如图4(b)所示，在场效应管的栅极和漏极分别施加周期为T的同步脉冲信号Vgm和Vdm，此实施例中Vdm信号为正直流脉冲，图中示出的测量周期包含nT个脉冲周期，测量周期内包含的具体脉冲周期个数可根据实际测量需要调整。该测量周期内，栅极所受电压为Vstress和Vgm的叠加信号。不撤去栅偏压Vstress，可以确保场效应管的阈值电压漂移是因栅偏压作用产生的，消除了现有技术中撤去栅偏压造成阈值电压漂移恢复及外加的Vgm和Vdm信号对阈值电压漂移的影响。因此，能够准确地测量出场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
为了减小外加测量信号对场效应管固有电学特性的影响，在栅极和漏极分别施加的Vgm和Vdm信号为脉冲宽度和脉冲电压均可调的同步脉冲信号，本实施例中，Vgm为脉冲电压周期递增的从负到正的交流脉冲信号，其脉冲电压周期变化量为ΔVgm，优选地，相邻周期的脉冲电压变化量ΔVgm相等。为满足实际测量需要，可分别调整Vgm和Vdm信号的脉冲宽度和脉冲电压。
对测量信号的脉冲宽度进行调整，调整Vgm和Vdm脉冲信号占空比Ton/T值，以减小Vgm和Vdm信号对场效应管固有电学特性的影响，Ton/T优选小于1/3，周期T优选小于10微秒。
对测量信号的脉冲宽度进行调整的同时，还可以对脉冲电压进行调整。调整Vdm信号的脉冲电压，优选控制|Vdm|在25～100mV；调整Vgm信号，包括调整Vgm信号的初始脉冲电压、脉冲电压周期变化量ΔVgm或两者同时调整，优选地，调整后使得Vstress和Vgm的叠加信号的电压为-20V～30V。Vdm和Vgm信号的脉冲电压可分别调整，亦可同时调整。
如图4(c)所示，经过上述测量步骤后得到场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线(Id-Vg曲线)，如图中实线所示，将该曲线和未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较，如虚线所示(即未加栅偏压Vstress之前分别对栅极和漏极施加测量信号Vgm和Vdm测得的转移特性曲线)，根据上述两条特性曲线可分别计算出两个测量周期内的阈值电压值(线性外推转移特性曲线的线性部分，与Vg轴的截距即为阈值电压)，进而得到阈值电压漂移值ΔVth。具体来说，场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性可表示为时间t的函数ΔVth(t)，随着栅偏压Vstress作用时间的增加，可分别测得不同作用时间段后的转移特性曲线，将这些转移特性曲线与未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较便可得到ΔVth(t)。由于采用了本实施例的测量方法，该函数能够准确地反映场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
实施例4
如图5(a)所示，首先在场效应管的栅极施加恒定栅偏压Vstress使场效应管产生阈值电压漂移。通常将源、漏极接地，在栅极施加一恒定偏压Vstress，此实施例中Vstress为负偏压，将该Vstress作用于场效应管栅极一段时间后，即可测量场效应管阈值电压随栅偏压作用时间的漂移特性。
如图5(b)所示，在场效应管的栅极和漏极分别施加周期为T的同步脉冲信号Vgm和Vdm，此实施例中Vdm信号为负直流脉冲，图中示出的测量周期包含nT个脉冲周期，测量周期内包含的具体脉冲周期个数可根据实际测量需要调整。该测量周期内，栅极所受电压为Vstress和Vgm的叠加信号。不撤去栅偏压Vstress，可以确保场效应管的阈值电压漂移是因栅偏压作用产生的，消除了现有技术中撤去栅偏压造成阈值电压漂移恢复及外加的Vgm和Vdm信号对阈值电压漂移的影响。因此，能够准确地测量出场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
为了减小外加测量信号对场效应管固有电学特性的影响，在栅极和漏极分别施加的Vgm和Vdm信号为脉冲宽度和脉冲电压均可调的同步脉冲信号，本实施例中，Vgm为脉冲电压周期递减的正直流脉冲信号，其脉冲电压周期变化量为ΔVgm，优选地，相邻周期的脉冲电压变化量ΔVgm相等。为满足实际测量需要，可分别调整Vgm和Vdm信号的脉冲宽度和脉冲电压。
对测量信号的脉冲宽度进行调整，调整Vgm和Vdm脉冲信号占空比Ton/T值，以减小Vgm和Vdm信号对场效应管固有电学特性的影响，Ton/T优选小于1/3，周期T优选小于10微秒。
对测量信号的脉冲宽度进行调整的同时，还可以对脉冲电压进行调整。调整Vdm信号的脉冲电压，优选控制|Vdm|在25～100mV；调整Vgm信号，包括调整Vgm信号的初始脉冲电压、脉冲电压周期变化量ΔVgm或两者同时调整，优选地，调整后使得Vstress和Vgm的叠加信号的电压为-20V～30V。Vdm和Vgm信号的脉冲电压可分别调整，亦可同时调整。
如图5(c)所示，经过上述测量步骤后得到场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线(Id-Vg曲线)，如图中实线所示，将该曲线和未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较，如虚线所示(即未加栅偏压Vstress之前分别对栅极和漏极施加测量信号Vgm和Vdm测得的转移特性曲线)，根据上述两条特性曲线可分别计算出两个测量周期内的阈值电压值(线性外推转移特性曲线的线性部分，与Vg轴的截距即为阈值电压)，进而得到阈值电压漂移值ΔVth。具体来说，场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性可表示为时间t的函数ΔVth(t)，随着栅偏压Vstress作用时间的增加，可分别测得不同作用时间段后的转移特性曲线，将这些转移特性曲线与未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较便可得到ΔVth(t)。由于采用了本实施例的测量方法，该函数能够准确地反映场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
实施例5
如图6(a)所示，首先在场效应管的栅极施加恒定栅偏压Vstress使TFT产生阈值电压漂移。通常将源、漏极接地，在栅极施加一恒定偏压Vstress，此实施例中Vstress为负偏压，将该Vstress作用于场效应管栅极一段时间后，即可开始测量场效应管阈值电压随栅偏压作用时间的漂移特性。
如图6(b)所示，在场效应管的栅极和漏极分别施加周期为T的同步脉冲信号Vgm和Vdm，此实施例中Vdm信号为负直流脉冲，图中示出的测量周期包含nT个脉冲周期，测量周期内包含的具体脉冲周期个数可根据实际测量需要调整。该测量周期内，栅极所受电压为Vstress和Vgm的叠加信号。不撤去栅偏压Vstress，可以确保场效应管的阈值电压漂移是因栅偏压作用产生的，消除了现有技术中撤去栅偏压造成阈值电压漂移恢复及外加的Vgm和Vdm信号对阈值电压漂移的影响。因此，能够准确地测量出场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
为了减小外加测量信号对场效应管固有电学特性的影响，在栅极和漏极分别施加的Vgm和Vdm信号为脉冲宽度和脉冲电压均可调的同步脉冲信号，本实施例中，Vgm为脉冲周期电压递减的负直流脉冲信号，其脉冲电压周期变化量为ΔVgm，优选地，相邻周期的脉冲电压变化量ΔVgm相等。为满足实际测量需要，可分别调整Vgm和Vdm信号的脉冲宽度和脉冲电压。
对测量信号的脉冲宽度进行调整，调整Vgm和Vdm脉冲信号占空比Ton/T值，以减小Vgm和Vdm信号对场效应管固有电学特性的影响，Ton/T优选小于1/3，周期T优选小于10微秒。
对测量信号的脉冲宽度进行调整的同时，还可以对脉冲电压进行调整。调整Vdm信号的脉冲电压，优选控制|Vdm|在25～100mV；调整Vgm信号，包括调整Vgm信号的初始脉冲电压、脉冲电压周期变化量ΔVgm或两者同时调整，优选地，调整后使得Vstress和Vgm的叠加信号的电压为-20V～30V。Vdm和Vgm信号的脉冲电压可分别调整，亦可同时调整。
如图6(c)所示，经过上述测量步骤后得到场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线(Id-Vg曲线)，如图中实线所示，将该曲线和未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较，如虚线所示(即未加栅偏压Vstress之前分别对栅极和漏极施加测量信号Vgm和Vdm测得的转移特性曲线)，根据上述两条特性曲线可分别计算出两个测量周期内的阈值电压值(线性外推转移特性曲线的线性部分，与Vg轴的截距即为阈值电压)，进而得到阈值电压漂移值ΔVth。具体来说，场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性可表示为时间t的函数ΔVth(t)，随着栅偏压Vstress作用时间的增加，可分别测得不同作用时间段后的转移特性曲线，将这些转移特性曲线与未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较便可得到ΔVth(t)。由于采用了本实施例的测量方法，该函数能够准确地反映场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
实施例6
如图7(a)所示，首先在场效应管的栅极施加恒定栅偏压Vstress使TFT产生阈值电压漂移。通常将源、漏极接地，在栅极施加一恒定偏压Vstress，此实施例中Vstress为负偏压，将该Vstress作用于栅极一段时间后，即可测量场效应管阈值电压随栅偏压作用时间的漂移特性。
如图7(b)所示，在场效应管的栅极和漏极分别施加周期为T的同步脉冲信号Vgm和Vdm，此实施例中Vdm信号为负直流脉冲，图中示出的测量周期包含nT个脉冲周期，测量周期内包含的具体脉冲周期个数可根据实际测量需要调整。该测量周期内，栅极所受电压为Vstress和Vgm的叠加信号。不撤去栅偏压Vstress，可以确保场效应管的阈值电压漂移是因栅偏压作用产生的，消除了现有技术中撤去栅偏压造成阈值电压漂移恢复及外加的Vgm和Vdm信号对阈值电压漂移的影响。因此，能够准确地测量出场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
为了减小外加测量信号对场效应管固有电学特性的影响，在栅极和漏极分别施加的Vgm和Vdm信号为脉冲宽度和脉冲电压均可调的同步脉冲信号，本实施例中，Vgm为脉冲电压周期递减的从正到负的交流脉冲信号，其脉冲电压周期变化量为ΔVgm，优选地，相邻周期的脉冲电压变化量ΔVgm相等。为满足实际测量需要，可分别调整Vgm和Vdm信号的脉冲宽度和脉冲电压。
对测量信号的脉冲宽度进行调整，调整Vgm和Vdm脉冲信号占空比Ton/T值，以减小Vgm和Vdm信号对场效应管固有电学特性的影响，Ton/T优选小于1/3，周期T优选小于10微秒。
对测量信号的脉冲宽度进行调整的同时，还可以对脉冲电压进行调整。调整Vdm信号的脉冲电压，优选控制|Vdm|在25～100mV；调整Vgm信号，包括调整Vgm信号的初始脉冲电压、脉冲电压周期变化量ΔVgm或两者同时调整，优选地，调整后使得Vstress和Vgm的叠加信号的电压为-20V～30V。Vdm和Vgm信号的脉冲电压可分别调整，亦可同时调整。
如图7(c)所示，经过上述测量步骤后得到场效应管的漏极电流-栅极电压转移特性曲线(Id-Vg曲线)，如图中实线所示，将该曲线和未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较，如虚线所示(即未加栅偏压Vstress之前分别对栅极和漏极施加测量信号Vgm和Vdm测得的转移特性曲线)，根据上述两条特性曲线可分别计算出两个测量周期内的阈值电压值(线性外推转移特性曲线的线性部分，与Vg轴的截距即为阈值电压)，进而得到阈值电压漂移值ΔVth。具体来说，场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性可表示为时间t的函数ΔVth(t)，随着栅偏压Vstress作用时间的增加，可分别测得不同作用时间段后的转移特性曲线，将这些转移特性曲线与未加栅偏压Vstress时测得的初始转移特性曲线比较便可得到ΔVth(t)。由于采用了本实施例的测量方法，该函数能够准确地反映场效应管在栅偏压作用下的阈值电压漂移特性。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (12)
1.一种场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，在所述场效应管栅极施加恒定栅偏压Vstress一段时间后，不撤去Vstress，对栅极和漏极分别施加测量信号Vgm和Vdm，得到漏极电流-栅极电压转移特性曲线；将所述转移特性曲线与未加栅偏压Vstress时分别对栅极和漏极施加测量信号Vgm和Vdm测得的初始转移特性曲线比较得到所述场效应管的阈值电压漂移值。
2.如权利要求1所述的场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，所述测量信号Vgm和Vdm是周期为T的同步脉冲信号。
3.如权利要求2所述的场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，所述测量信号Vgm为脉冲电压周期递增或递减的直流或交流脉冲信号。
4.如权利要求3所述的场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，所述脉冲信号的相邻周期的脉冲电压变化量ΔVgm相等。
5.如权利要求3所述的场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压周期递增的正或负直流脉冲信号。
6.如权利要求3所述的场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压周期递减的正或负直流脉冲信号。
7.如权利要求3所述的场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压由负到正周期递增的交流脉冲信号。
8.如权利要求3所述的场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，所述脉冲信号Vgm为脉冲电压由正到负周期递减的交流脉冲信号。
9.如权利要求2所述的场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，所述脉冲信号的周期T小于10微秒。
10.如权利要求2所述的场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，所述脉冲信号的占空比Ton/T小于1/3。
11.如权利要求1～9中任一项所述的场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，所述Vstress与Vgm的叠加信号的电压为-20V～30V。
12.如权利要求1～9中任一项所述的场效应管阈值电压漂移测量方法，其特征在于，所述Vdm为正或负直流脉冲信号，其信号幅度|Vdm|为25～100mV。
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