超快I-V源和測量技術的應用

超快I-V源和測量技術隨著越來越多傳統(tǒng)直流I-V測量功能的消失而迅速發(fā)展。注意到，傳統(tǒng)SMU設計[1]能夠提供和測量最高約1A的電流，最低約1皮安的電流。盡管增加遠程前置放大器后最低可以解析0.1fA的電流信號，但是這些只支持直流I-V測量的系統(tǒng)配置最佳速度僅為10毫秒。相比之下，超快I-V測量方案能夠進行最快10ns的測量，這對于涉及器件恢復時間特征分析的應用是非常關鍵的。專門針對超快I-V測試而設計的可選的遠程放大器將這些新型測量方案的電流分辨率向下擴展到幾十皮安，僅僅稍高于待測器件產生的約翰遜噪聲[2]決定的極限值。在單個機架內集成了超快I-V源和測量儀器與遠程放大器的系統(tǒng)支持的特征分析應用比以往任何時候都更加寬泛，包括相變存儲器器件測試、單脈沖電荷俘獲/高k介質測試、LDMOS或砷化鎵中功率放大器器件特征分析、SOI恒溫測試、超快負偏溫不穩(wěn)定性（NBTI）測試、基于電荷的電容測量（CBCM[3]）、MEMS電容測試和越來越多的其它一些測試。

圖3給出了支持越來越多的超快I-V應用的四種掃描類型：瞬態(tài)I-V掃描，其中對電壓和電流進行了連續(xù)數(shù)字化；快速脈沖式I-V測試，其中是在脈沖穩(wěn)定之后對電壓和/電流進行了采樣；濾波式脈沖，其中產生一個變化的脈沖電壓同時用一臺直流SMU測量產生的電流；脈沖應力/直流測量，其中產生脈沖式電壓，緊接著直流SMU測量。除了這些傳統(tǒng)的掃描類型，4225-PMU[4]還具有完整的任意波形發(fā)生功能以及Segment ARB®模式，能夠十分方便地構建、存儲和產生最多包含2048條用戶自定義線段的波形。每條線段可以有不同的持續(xù)時間，這一特性使其具有出色的波形發(fā)生靈活性。


瞬態(tài)I-V、快速脈沖I-V、脈沖發(fā)生器、脈沖發(fā)生器、濾波脈沖、脈沖應力/測量直流
圖3.超快I-V測試配置

結語
隨著新型器件與測試應用的出現(xiàn)以及半導體實驗研究需求的不斷發(fā)展，超高速源/測量功能將變得越來越重要。能夠適應這些變化的需求，具有良好性價比和靈活性的測試系統(tǒng)不但可使研究人員延續(xù)以前的工作，而且可以跟上測量技術的發(fā)展。