第三代半导体材料需要什么样的测验

近年来，随着工业、汽车等市场需要的增加，以GaN、SiC为代表的第三代半导体材料的重要性与优秀性慢慢凸显了出来。同时，随着第三代半导体材料产业化技术日趋成熟，生产成本不断降低，使得第三代半导体材料突破传统硅基半导体材料的瓶颈，从而引领了新一轮产业革命。

根据Yole于2018年发布的《功率碳化硅（SiC）材料、器件和使用-2018版》报告预测显示，到2023年SiC功率市场总值将超过14亿美元，2017年至2023年的复合年增长率（CAGR）将达到29%。2019-2020年，5G网络的实施将接棒，推动GaN市场增长。未来10年，GaN市场将有望超过30亿美元。

由此可见，未来采用第三代半导体材料器件的产品和企业将会越来越多。但在半导体器件向小型化和集成化方向发展的同时，半导体器件特点测验对测验系统也提出了越来越高的要求。举个例子，这些器件的接触电极尺寸只有微米量级，而这就是测验仪器所要面临的挑战之一。

因此，小型化器件需要测验设备在低噪声源表、探针台和显微镜等方面提升性能，使之具备更高的低电流测验能力，能够支持测量各种功率范围的器件。

除此之外，为了缩短测验所用的时间，这种仪器还必须能够监视这台设备所消耗的电压和电流，并以此来判断设备的性能或测验设备是否正常工作。而与其他器件相比，测验第三代半导体材料器件的性能，则需要精度更高、灵敏度更高的测验仪器。

数字源表源测量单元（SMU）就被视为是可支持第三代半导体材料器件的测验仪器。这种仪器在同一引脚或连接器上结合了源功能和测量功能，它将电源或函数发生器，数字万用表（DMM）或示波器，电流源和电子负载的功能集成到一个紧密同步的仪器中。可以在输出电压或电流的同时，测量电压和/或电流。

一般说来，SMU测量能力超过相似单台仪器的任意组合。SMU可以进行高精度，高辨别率和高灵活性的测验分析。被广泛使用在 IV 检定、测验半导体及非线性设备和材料等方面的测验方面。这对于吞吐量和准确度尤其如此。源和测量电路的详尽规划知识和工作电路之间的反馈实现补偿技术能实现优秀的仪器特点，包括能针对具体工作条件进行动态调整的近乎完美输入和输出阻抗。这种紧密集成以极高辨别率实现快速源-测量周期。这些优点在半成品晶圆以及成品上进行的半导体测量中最杰出。

在众多SMU测仪表中，尤属吉时利源表的表现最杰出。据悉，吉时利源表已经帮助南京大学的研究人员进行了薄膜晶体管和半导体材料测验。同时其2450源表也进入到了中山大学半导体材料与器件特点表征实验室，帮助师生完成了新材料的相关测验。

据了解，吉时利源表还可用于便携式无线设备等电子成品的生产测验；HBLED和太阳能电池等电子器件的QA/FA；适于纳米技术使用的石墨烯等高级材料的研究。

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