精密测量新时代：攻克低漏电挑战的技术与实践

引言

在半导体技术持续向更小尺寸、更高性能迈进的今天，皮安（pA）乃至飞安（fA）级别的低漏电测量，已成为评估器件性能与可靠性的核心指标。无论是纳米级半导体、宽禁带材料，还是有机电子器件，对微弱电流信号的精准捕捉，直接关系到研发的深度与产品控制的精度。

低漏电测量的多重技术挑战

在极低电流测量中，研究人员常需应对以下几类主要干扰：

• 环境噪声：热噪声、电磁干扰等难以彻底屏蔽；
• 寄生效应：测试线缆与接点存在的寄生电容与电阻，会形成非预期的电流通路。尤其在高压测试时，接地电容因CR时间常数增大而产生的充电效应，会进一步引入测量误差。

以晶圆级低漏电测试为例，为实现高精度与高稳定性的测量，必须系统性地做好以下关键环节：

1. 构建低噪声探测环境

• 采用屏蔽良好的测量空间（如法拉第笼）
• 尽可能隔离或远离电气噪声源

2.抑制杂散漏电流

• 使用全程保护（Guarded）电缆与探针，并将保护层延伸至探针尖端
• 采用带保护功能的晶圆吸盘（Guarded Chuck）

下图展示了保护技术在低漏电测量中的关键作用：

3. 合理设置测量参数

• 根据实际信号范围选择量程，适当延长积分时间与源稳定等待时间

  下图展示了增加积分时间对降低小电流测试噪声的积极影响：

4.实施定期计量与校准

• 确保测量设备长期保持标称精度，保障数据的可信度
• 联讯仪器推出的S2035H/S2036H高精度台式源表，具备1fA（飞安）级的电流分辨率，在当前源表市场中，已跻身高精度测量设备的前列，为半导体、新材料等前沿科研与产业检测提供了可靠的测量基础。

以下为关键指标：

典型测试应用场景：

• 纳米材料与传感器测试

  针对石墨烯、纳米线、有机半导体等新兴材料，S2035H/S2036H可精确执行IV特性扫描，揭示材料的导电性、载流子迁移率等核心参数。

• 半导体器件全面表征

  覆盖二极管、BJT、MOSFET、IGBT等多种器件，S2035H/S2036H支持包括输出特性曲线与转移特性曲线、正向导通电压、反向击穿电压、漏电流、阈值电压及MOSFET跨导等全参数测试。

S2035H/S2036H系列实现1 fA级电流分辨率，不仅解决了纳米材料、先进半导体等前沿领域的超低漏电测量难题，更展现了联讯仪器在核心技术研发创新上的深厚积累。未来，随着5G、物联网、人工智能等产业对器件性能要求的不断提升，联讯仪器将继续深化技术研发，拓展产品矩阵，致力于为全球科研与高端制造，提供更精准、更可靠的测量解决方案，推动精密测试测量仪器行业迈向新高度。