Calibration Techniques for Low-Level Current Measurement in the Characteristic Analysis System for Semiconductor Devices

In this paper, we proposed calibration techniques to improve measurement accuracy in the characteristic analysis system for semiconductor devices. Systematic errors can be reduced using proposed calibration techniques. Also, error current reduction procedures including leakage current and offset current are proposed to measure low-level current in pA level. Calibration parameters are calculated and stored by microprocessor using least-square fitting with measured sample data. During measurement time microprocessor corrects measured data using stored calibration parameters. Experimental results show that current measurement error above nA level is less than 0.02%. And they also show that current measurement in pA level can be performed with about 0.2% accuracy.

저전류 측정을 위한 반도체 소자 특성 분석 시스템에서의 보상 기법

본 논문에서는 반도체 소자의 특성 분석을 위한 시스템에서 측정 회로에 의해 발생하는 오차를 감소시켜 측정 정밀도를 개선시키기 위한 보정 과정을 제안하였다. 또한 pA 수준의 저전류 측정을 위해서 누설 전류, 오프셋 전류와 같은 오차 전류를 감소시키기 위한 보상 기법을 제안하였다. 보정계수는 마이크로프로세서에 의해 보정 과정에서 수집된 데이터로부터 구해진다. 수집된 데이터를 최소 자승 오차법을 사용하여 다항식으로 근사하는 방법으로 보정 계수를 계산하고 저장한다. 측정 시에는 마이크로프로세서가 저장된 보정 계수를 사용하여 측정 오차를 교정하여 준다. 실험 결과에서 nA 이상의 전류를 측정할 경우 측정 오차가 0.02% 이하를 가지며 pA 수준의 저전류도 0.2% 정도의 오차로 측정 가능함을 확인하였다.