パワーデバイスIV測定システム

テクノアルファ株式会社

テクノアルファでは、ユーザ個々のニーズ「高電圧評価、大電流評価、スイッチング特性評価、CV測定、ウエハレベルでの評価、チップ評価など」に応じて、最適なシステム提案を致します。
ここで、弊社が手掛けるパワーデバイスIV測定システムの一例「超高電圧IV測定システム」をご紹介します。 超高電圧IV測定システムは、最大6インチのウエハレベルでのパワーデバイス(SiC,GaN)のダイオード・トランジスタ、高絶縁材、次世代材料などに最大30kVを印加し、I-V特性を測定します。
また、分解能として100pAレベル(代表値)を達成し、正確に微小リーク電流測定します。 ウエハ設置ステージの温度コントロールを行い、温度-電気特性を考慮した測定も行えます。

超高電圧IV測定システムの特長

パワーデバイスIV測定システム
図1 超高電圧IV測定システム本体

  • 最大6インチφのデバイスに対応
  • 最大30kV電圧印加
  • 最大20A順方向電流印加
  • 最小100pAレベル(代表値)の電流測定が可能
  • カーブトレーサでは測定できないパワーデバイスの特性評価(ブレークダウン測定)がnA以下の精度測定が可能
  • デバイスに合わせた冶具製作に対応
  • オプションにて、マッピング・マトリックス・電流波形・温度コントロールなどのユーザニーズにも対応
    ※ 大気圧または窒素パージ雰囲気で室温~400℃の温度コントロールに対応
  • 各社半導体パラメータ・測定器に対応

超高電圧IV測定システム アプリケーション

  • FETデバイスのIV測定やFETの信頼性試験
  • SiC・GaNデバイスのブレークダウン測定
  • 高絶縁材の抵抗測定

超高電圧IV測定システム システム構成

基本構成 高電圧電源、 プローバ、 PC、 測定・制御ソフトウエア
オプション マッピング機構、 温調ステージ(温度可変範囲:室温~400℃(分解能:1℃)、温度測定ユニット、顕微鏡など)

パワーデバイス測定システム内部
図2 超高電圧IV測定システム内部

プローバ部
図3 プローバ部画像

IV測定レンジに合せ最適な計測電源を組合せ、ソフトウエア制御により、不連続な変化や瞬間的な高電圧を発生させることなく、0~30kVの範囲で安定的に電圧を変化させます。 また、サンプルステージやプローバ支持台には超高抵抗の材質を採用し、pAレベルの微小電流の測定を可能にしています。 2端子測定または4端子測定に対応します。
プローバ筐体は電気シールド/遮光を兼ねており、カバー開閉時にはインターロック機構により、高電圧出力を停止し、サンプル交換やプローバ調整を安全に行うことができます。
ステージはユーザサンプルに合わせた溝加工、真空チャック機構、フロリナート・ガルデン循環機構、温度コントロールなどを設けることが可能です。
プローブもユーザサンプルにあわせて、材質(タングステン、タングステン-金メッキ処理、イリジウム、銅など)、形状(テーパーなど)、大電流、耐熱対応タイプなどの選択を行い、適切なプローブをコーディネート致します。 オプションでサンプル観察窓や実体顕微鏡を設けることもできます。

超高電圧IV測定システム ソフトウェア

高電圧0~30kVもしくは7V-20Aの電圧スイープを行い、半導体デバイスのI-V特性、絶縁材料の抵抗値を測定します。 IV特性カーブは自動的に作成・保存されます。
※LabVIEW制御など、ユーザ要望にも対応致します。

20kV IV測定グラフ
図4 測定例1(20kV IV測定グラフ)

微小電流測定グラフ
図5 測定例2(微小電流測定グラフ)

超高電圧IV測定システム 仕様

最高印加電圧 30kV DC
抵抗測定範囲 ~1016Ω
サンプルサイズ 最大6インチまで
※真空チャックによる吸着固定もしくは物理固定
サンプルプローブ 3軸 マニュアルプローバ×4台、30kV用高圧プローブ、
20A用電流プローブ
システムサイズ 本体:80(W)×60(D)×60(H)cm
制御ボックス:30(W)×60(D)×60(H)cm
システム重量 100kg(本体:80kg, 制御ボックス:20kg)
※仕様により変更されます
プローバ筐体 電気シールド/遮光 ※インターロックに対応

ソリューション

こちらでご紹介しました「超高電圧IV測定システム」の他にも、お客様の様々なニーズに応じて最適なシステムをご提案致します。
当社が提供する「パワーデバイスIV測定システムのソリューション例」については、こちらをご覧ください。

パワーデバイスIV測定システムのお問合わせ

パワーデバイスIV測定システムおよび関連製品についてのお問い合わせ・ デモ機でのご評価等のご用命は、下記担当者までお気軽にお問い合わせ下さい。

エレクトロニクスグループ(旧電子材料・機器グループ)
TEL:03-3492-7430
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