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超快速IV测试技术-半导体器件特性测试的变革

来源:    作者:     发布时间:2015-04-19 06:36:00     点击数:

  看一个波形抓取时机的例子,用一个PMU测试一个场效应管,PMU的通道1连接到场效应管的gate,通道2连接到场效应管的dran,通道1和通道2同时向场效应管打出一个脉冲信号,当VG和VD的脉冲到达场效应管后,就会激励出ID和IG的脉冲。我们用两个通道的电压和电流示波器来抓取这四个脉冲信号,IG的脉冲波形有一个明显的凸起,可以猜测一下这是由于什么原因造成的。我们知道在一个电容器的两端发生电压变化时就会产生充电或放电的电流,电流等于电容绕行电感器乘以Dl/Dt。注意图中升压电感器的波形,上升沿和下降沿的时间分别是100纳秒,而D-outside可以看出一个电容,就形成了看到的IG脉冲波形,对于dran端,DX电容比D-out贴片电感器side小很多,但还是能够看到一个小小的凸起。

  波形抓取可以说是脉冲IV的基础,所谓脉冲IV就是根据需求打一系列波形到待测器件上,然后测试激励出来的电流波形,测试的核心思想是在一个预先设定的测量窗口内,将测到的所有电流点取平均。举一个例子,如果脉冲宽度是100纳秒,测量窗口预设为75%到90%,则测量就会在75纳秒到90纳秒内完成。之前提到测量的间隔是5纳秒,那么在75纳秒到90纳秒之间有5个点,这5个点的电流取平均就是我们要测试的目标电流,而客户需要定义的是这一系列脉冲信号的参数,比如脉冲宽度、上升沿下降沿的时间、脉冲的幅值和基准电压等。

  最后看一下作为脉冲发生器PMU可以做什么。首先PMU可以输出一个标准的脉冲信号,其次PMU可以用一种second mode方式产生多阶脉冲信号,最后PMU可以产生任意波形,可以在前两种信号形式下进行任意量测。

  问答选编

  问:此测试技术的误差一般会有多大?

  答:误差和测量的速度有关,假设你希望测量在100ns内完成,精度为50uA,如果测量在1ms内完成,则精度可以到pA量级。

  问:能介绍一下这里所说的变革与之前的主要差异在哪里吗?

  答:以前的测试是用直流的SMU中的仪表进行量程的,而PMU则是用内置的示波器和脉冲发生器完成的。

  问:超快速IV测试的超快速反映在哪些指标上?

  答:最快的脉冲是20ns,采样率是200MS/S也就是5ns一个测试点。

  问:超快速IV测试的输出结果有几种形式? 能和PC相连吗?

  答:PMU是吉时利4200-SCS的一块插卡,你必须有一台4200-SCS才能进行超快速IV量测。

  问:纳米管的IV特性如何进行测量?需要什么样的仪器?

  答:您需要一台4200半导体测试仪,用4200内部的SMU进行直流IV的测试,用4200内部的CVU进行CV的量测,内部的PMU进行超快速IV量测。

  问:采用超快速IV测试会有什么优势?

  答:采用超快速IV测试会解决在超快速测量下保持相当好的精度,在很多瞬态测试中有着尖端需求。

  问:DDR3的测试还需要配置哪些附属设备?

  答:DDR3的测试通常不需要使用PMU这样的仪器,您只需要一个脉冲发生器对DDR3进行擦写,然后用SMU进行量测。

  问:有车载产品的信号调理的实例吗?

  答:为进一步了解您的测试需求,我们需要了解您提到的车载产品的应用需求。PMU是针对半导体特性分析领域的产品,您可以进一步关注keithley精密电子市场相关的测试仪表。

  问:超快速IV测试需要考虑器件的热效应或热阻的影响吗?

  答:我们可以提供100ns内的IV量测,如果您的器件的自热在100ns后才会发生,那么就能得到一组没有自热效应的曲线。

  问:常规的IV特性测试和频响测试有何异同点?

  答:常规的IV特性是直流下的特性,也就是说SMU施加的应力会一直加载在器件上,而SMU完成量测通常要几个毫秒,这种应力的施加会使得器件发生一些反应,而超快速IV量测则可以在ns级别完成测试。

  问:Model4225-PMU模块的探头有几种类性? 有探针的吗?

  答:我们针对Cascade和Suss的探针台有两款专门的探针组,分别是4210-MMPC-C和4210-MMPC-S。对于别的探针台我们提供一组特别的Y-Cable,实现近段接地。

  问:Model4225-大功率电感贴片电感器PMU电压和电流地测量精度有多高? 重复性如何?

  答:根据不同的测量速度有不同的精度,100ns脉冲下完成的测试,精度为50uA,而1ms下的脉冲精度则可以提高到800pA1

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