具体测试对象:
场效应光电晶体管、异质结光电晶体管
石墨烯及二维材料光电探测器、有机光电晶体管
金属-氧化物-半导体场效应光电探测器、纳米线光电晶体管等
原理:转移特性测试在固定漏-源偏压下扫描栅-源电压,记录漏极电流随栅压的变化关系;输出特性测试在固定栅压下扫描漏-源电压,记录漏极电流随漏压的变化关系。两种测试构成器件完整的直流电学特性表征,在暗态与光照条件下分别执行以揭示光对沟道电导的调控行为。
作用:转移特性可提取阈值电压、开关比、亚阈值摆幅、跨导及场效应迁移率,评估栅极对沟道载流子浓度的调控效率,光照条件下的阈值电压漂移反映光生载流子的陷阱填充或去俘获效应。输出特性可提取饱和电流、沟道电导调制效率、线性区与饱和区工作范围,判别漏-源电压对光电流的放大或钳位行为,为光电晶体管工作点选取及增益机制分析提供依据。
器件须具备源极、漏极及栅极三个可引出的电极端子,栅介质层须绝缘良好,栅极漏电流在扫描范围内低于沟道电流至少三个数量级,避免栅漏电流混叠至漏极电流测量值。电极接触均为欧姆接触,接触电阻不随偏压和光照变化。器件沟道材料在测试偏压范围内无本征击穿,暗态输出特性曲线稳定可重复。光照条件下沟道光电流响应时间须短于单次扫描时间以避免测量滞回。
3.1器件滞回效应。
沟道-栅介质界面或沟道材料内部存在慢态陷阱,栅压扫描时载流子俘获与释放时间常数大于扫描速率,正向和反向扫描曲线不重合,影响阈值电压和迁移率提取的准确性与重复性。
3.2栅极漏电流干扰。
栅介质层存在针孔或缺陷时,栅极漏电流经栅介质注入并被漏极收集,在转移特性中表现为关态电流抬升或随栅压增大异常上升,与沟道电流不可区分,导致阈值电压和开关比提取失真。

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