光電探測器性能測試SMU源表光電探測器光電測試
光電探測器一般需要先對晶圓進行測試,封裝后再對器件進行二次測試,完成Z終的特性分析和分揀操作;光電探測器在工作時,需要施加反向偏置電壓來拉開光注入產(chǎn)生的電子空穴對,從而完成光生載流子過程,因此光電探測器通常在反向狀態(tài)工作;測試時比較關(guān)注暗電流、反向擊穿電壓、結(jié)電容、響應度、串擾等參數(shù)。
利用數(shù)字源表進行光電探測器光電性能表征
實施光電性能參數(shù)表征分析的Z佳工具之一是數(shù)字源表(SMU)。數(shù)字源表作為獨立的電壓源或電流源,可輸出恒壓、恒流、或者脈沖信號,還可以當作表,進行電壓或者電流測量;支持Trig觸發(fā),可實現(xiàn)多臺儀表聯(lián)動工作;針對光電探測器單個樣品測試以及多樣品驗證測試,可直接通過單臺數(shù)字源表、多臺數(shù)字源表或插卡式源表搭建完整的測試方案。
普賽斯數(shù)字源表搭建光電探測器光電測試方案
暗電流
暗電流是PIN /APD管在沒有光照的情況下,增加一定反置偏壓形成的電流;它的本質(zhì)是由PIN/APD本身的結(jié)構(gòu)屬性產(chǎn)生的,其大小通常為微安級以下。測試時推薦使用普賽斯S系列或P系列源表,S系列源表最小電流100pA,P系列源表最小電流10pA。
反向擊穿電壓
外加反向電壓超過某一數(shù)值時,反向電流會突然增大,這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。根據(jù)器件的規(guī)格不同,其耐壓指標也不一致,測試所需的儀表也不同,擊穿電壓在300V以下推薦使用S系列臺式源表或P系列脈沖源表,其Z大電壓300v,擊穿電壓在300V以上的器件推薦使用E系列,Z大電壓3500V。
C-V測試
結(jié)電容是光電二極管的一個重要性質(zhì),對光電二極管的帶寬和響應有很大影響。光電傳感器需要注意的是,PN結(jié)面積大的二極管結(jié)體積也越大,也擁有較大的充電電容。在反向偏壓應用中,結(jié)的耗盡區(qū)寬度增加，會有效地減小結(jié)電容,增大響應速度;光電二極管C-V測試方案由S系列源表、LCR、測試夾具盒以及上位機軟件組成。
響應度
光電二極管的響應度定義為在規(guī)定波長和反向偏壓下,產(chǎn)生的光電流(IP)和入射光功率(Pin)之比,單位通常為A/W。響應度與量子效率的大小有關(guān),為量子效率的外在體現(xiàn),響應度R=lP/Pino測試時推薦使用普賽斯S系列或P系列源表,S系列源表最小電流100pA,P系列源表最小電流10pA。
光串擾測試(Crosstalk)
在激光雷達領(lǐng)域,不同線數(shù)的激光雷達產(chǎn)品所使用的光電探測器數(shù)量不同,各光電探測器之間的間隔也非常小,在使用過程中多個感光器件同時工作時就會存在相互的光串擾,而光串擾的存在會嚴重影響激光雷達的性能。
光串擾有兩種形式:一種在陣列的光電探測器上方以較大角度入射的光在被該光電探測器全吸收前進入相鄰的光電探測器并被吸收;二是大角度入射光有一部分沒有入射到感光區(qū),而是入射到光電探測器間的互聯(lián)層并經(jīng)反射進入相鄰器件的感光區(qū)。
圖：串擾產(chǎn)生機理示意圖
陣列探測器光串擾測試主要是進行陣列直流串擾測試,是指在規(guī)定的反向偏壓、波長和光功率下,陣列二極管中光照單元的光電流與任意一個相鄰單元光電流之比的Z大值。測試時推薦使用普賽斯S系列、P系列或者CS系列多通道測試方案。
S/P系列源表測試方案
CS系列多通道測試方案
該方案主要由CS1003c/ cS1010C主機和CS100/CS400子卡組成,具有通道密度高、同步觸發(fā)功能強、多設備組合效率高等特點。
CS1003C/CS1010C:采用自定義框架,背板總線帶寬高達3Gbps,支持16路觸發(fā)總線,滿足多卡設備高速率通信的需求,CS1003C擁有Z高容納3子卡的插槽,CS1010C擁有Z高容納10子卡的插槽。
CS100子卡:為單卡單通道子卡,具備四象限工作能力,Z大電壓300v,最小電流100pA,輸出精度達到0.1%,Z大功率為30W;配合CS1010主機Z多能搭建10個測試通道。
CS400子卡:為單卡四通道字卡，卡內(nèi)4通道共地，Z大電壓10V,Z大電流200mA,輸出精度達到0.1%，單通道Z大功率2W;配合CS1010主機Z多能搭建40個測試通道。
光電探測器性能測試SMU源表認準生產(chǎn)廠家武漢普賽斯儀表，武漢普賽斯一直專注于半導體的電性能測試儀表開發(fā),基于核心算法和系統(tǒng)集成等技術(shù)平臺優(yōu)勢,帥先自主研發(fā)了高精度數(shù)字源表、脈沖式源表、窄脈沖源表、集成插卡式源表等產(chǎn)品,廣泛應用在半導體器件材料的分析測試領(lǐng)域。能夠根據(jù)用戶的需求搭配出高效、具性價比的半導體測試方案。
