国产科研利器, AI算法驱动的高精度半导体参数测试仪助力中国科研

作者:博达微发布时间:2019-03-04浏览数:826

半导体参数测试,是微电子、材料、物理等基础研究和应用研究中非常重要的一个环节,高精密仪器完全为国外公司垄断,传统的测试仪器价格昂贵,软件和测试功能单一而且不方便扩展。针对参数测试中 IV,CV, 低频噪声等测试需求,往往需要依靠不同的独立测试设备,连接复杂,使用不便,并且成本也很高。


“软件定义测试,算法突破硬件限制”,基于模块化硬件平台,应用人工智能算法,拓展硬件固有的测试能力,大幅提高测试精度和速度。博达微算法团队全部来自清华大学电子系,从 2016 年开始团队把算法应用转移至半导体测试领域,博达微团队用于量产测试的学习算法论文获得 2018 年 DATE 大会的最佳论文 (Best Paper),同年也发布了半导体参数化测试系统 FS-Pro,集成高速高精度 IV,CV 和低频噪声测试一体,产品迅速被领先的半导体公司,大学和研究机构采用。


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在科研领域,短短一年时间内,FS-Pro 已被国内 30 多所大学及研究机构所采用,在先进器件和材料等领域的测试表现非常出色。它集 IV,CV 与 1/f noise 测试于一体,高精度、低成本、综合的半导体器件表征分析能力灵活满足学术科研用户的不同测试需求,大大节省了测试设备采购开支。它是目前世界上唯一一款集成了所有常用低频特性测量于一体,在单台仪器内完成所有测试需求的半导体分析仪。工业标准的PXI模块化硬件结构,通用的软件平台,内置测量软件提供数百个预定义的测试模板和功能,实现即插即用体验,使其成为半导体器件与先进材料研究方面的得力助手。

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清华大学微电子所王燕教授采购了三套 FS-Pro 用于科研和教学,她说:“国内半导体微电子产业的不断发展,对微电子专业的人才提出了新的要求。对于微电子教学来说,需要使得学生能够完整地了解半导体器件测量到建模仿真的整个流程。传统的半导体参数测量设备基本上均为进口设备,体积庞大,价格高昂,不适合于用来进行微电子教学。博达微科技 FS-Pro 出现后,引起了我们极大的兴趣,经过调研和试用,我们发现该款测量设备在测量分辨率,精度,C-V 带宽上均达到了进口设备的水准,同时该款设备配备了博达微的建模旗舰产品—模型参数提取软件 MeQLab,因此在教学上实现了测量到建模仿真的完整流程,在教学上更加贴近半导体产业的应用。同时设备在成本上与进口设备相比有着非常大的优势,在体积上非常小巧,因此清华大学微电子专业此次采购了 3 套博达微 FS-Pro 作为微电子教学设备,该设备极大地助力于我们培养符合半导体产业需要的应用型人才。”


今年 1 月份,南京大学王肖沐教授课题组在 Nature Nanotechnology发表了研究成果论文《Observation of ballistic avalanche phenomena in nanoscale vertical InSe/BP heterostructures》,首次在二维材料垂直异质结中提出和实现了一种新型的PN结击穿机制“弹道雪崩”,并首次制作出了性能优异的中红外弹道雪崩光电探测器和弹道雪崩场效应晶体管。王肖沐教授是 FS-Pro 的第一批用户,他是新型纳米器件研究领域知名科学家,众多论文中很多被领先的会议期刊精选。王教授毕业于清华大学和香港中文大学,曾任耶鲁大学博士后研究员。他说:“我们的研究工作需要综合的半导体器件表征分析能力,包括对于 IV,CV 以及 1/f 噪声的精准测量,由于我们经常在新型器件结构上进行各方面研究,因此我们需要设备的测量设置足够灵活以满足我们的不同测试需求。博达微 FS-Pro 对我们来说是一个惊喜,可提供 0.1fA 和 1fA 两档灵敏度解决方案,其模块化架构不仅可以帮助我们在未来轻松升级到 CV 和 1/f 噪声测试,还可以根据我们的测试要求进行灵活配置。与之前使用的传统仪器相比,博达微 FS-Pro 系列测试速度也要快很多,内置软件界面简洁,操作简单,他们还提供了一个工业界标准的器件建模平台,可以将我们的研究成果直接转化用于电路设计。与此同时,成本较之同类产品也非常有竞争力。”


周杨波博士,南昌大学特聘教授,毕业于北京大学物理学院并于爱尔兰圣三一大学物理系取得博士后学位,优秀青年学者。周杨波教授当前的研究主要围绕二维功能材料(如石墨烯、氮化硼、二硫化钼等)展开,在该领域取得了一系列具有国际影响力的成果,自 2007 年以来在 Nature Communications,Advanced Materials, Nano Letters 等期刊发表论文30余篇。“我第一次见到 FS-Pro 系列半导体测试仪时,是在进行设备调研造访博达微公司的时候,虽然当时已经见过一些文字材料,但还是被该设备的小巧所吸引了,这台设备比我以前用过的同类其他厂家的测试仪(有的如今经过了产品升级似乎变得更庞大了)相比简直小了一大圈,这对于经常需要移动测试设备至不同实验室开展实验的我来说简直是一大福音。同时,虽然体积缩小了,功能却丝毫没有缩减,各种常用测试功能一应俱全。同时,针对我所测试的纳米器件,在宽量程设置下,保持高精度的同时依旧有很快的测试速度。最重要的是,博达微公司能针对我们的特定需求,对测试仪的软件功能实现一定程度的定制化。例如,我采购半导体测试仪的一大目的是应用于低温探针台,实现纳米器件的变温、变磁场测试。博达微公司的工程师在与我进行沟通、了解具体需求后,便切实地着手开始这一部分测试功能的定制开发,我非常期待能尽快拿到相关的软件测试版本,并与他们保持交流,进一步完善功能,让测试设备发挥出更为强大的性能。”周杨波教授评价到。


FS-Pro 也助力复旦大学微纳器件公共平台科研项目,为国家重点先进器件科研项目提供有力的数据支撑,尤其在先进的低频噪声测试,在与同类进口产品对比后,复旦大学项目负责老师给予了非常高的评价。


博达微 FS-Pro 系列凭借其强大的测试能力及超高的性价比,自发布以来,短短一年时间内已经被超过 30 家大学所采用,成为科研和教学工具的首选:

  • 完整方案:包含 IV,CV, 1/f noise 等常用低频参数的一体化测量解决方案,是目前业界唯一。

  • 模块化架构:PXIe 模块化架构,可灵活拓展满足用户不同测试需求。

  • 高性价比:基于应用优化硬件,只为用户提供适合而非昂贵的硬件。

  • 即插即用:内置 LabExpress 软件系统,所有测量只需点击几下鼠标,简单易用,无需参阅繁琐说明书。

  • 宽量程应用:电压范围至 200V, 电流 3A(脉冲,标准 1A),灵敏度可达 0.1fA。

  • 建模及仿真:业界唯一提供可选内置器件建模与仿真软件,测量数据可一键导入至建模平台软件 MeQLab 进行测量后数据分析与器件建模仿真。


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