超快I-V源和測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

超快I-V源和測(cè)量技術(shù)隨著越來(lái)越多傳統(tǒng)直流I-V測(cè)量功能的消失而迅速發(fā)展。注意到，傳統(tǒng)SMU設(shè)計(jì)[1]能夠提供和測(cè)量最高約1A的電流，最低約1皮安的電流。盡管增加遠(yuǎn)程前置放大器后最低可以解析0.1fA的電流信號(hào)，但是這些只支持直流I-V測(cè)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(cè)量方案能夠進(jìn)行最快10ns的測(cè)量，這對(duì)于涉及器件恢復(fù)時(shí)間特征分析的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的。專(zhuān)門(mén)針對(duì)超快I-V測(cè)試而設(shè)計(jì)的可選的遠(yuǎn)程放大器將這些新型測(cè)量方案的電流分辨率向下擴(kuò)展到幾十皮安，僅僅稍高于待測(cè)器件產(chǎn)生的約翰遜噪聲[2]決定的極限值。在單個(gè)機(jī)架內(nèi)集成了超快I-V源和測(cè)量?jī)x器與遠(yuǎn)程放大器的系統(tǒng)支持的特征分析應(yīng)用比以往任何時(shí)候都更加寬泛，包括相變存儲(chǔ)器器件測(cè)試、單脈沖電荷俘獲/高k介質(zhì)測(cè)試、LDMOS或砷化鎵中功率放大器器件特征分析、SOI恒溫測(cè)試、超快負(fù)偏溫不穩(wěn)定性（NBTI）測(cè)試、基于電荷的電容測(cè)量（CBCM[3]）、MEMS電容測(cè)試和越來(lái)越多的其它一些測(cè)試。

圖3給出了支持越來(lái)越多的超快I-V應(yīng)用的四種掃描類(lèi)型：瞬態(tài)I-V掃描，其中對(duì)電壓和電流進(jìn)行了連續(xù)數(shù)字化；快速脈沖式I-V測(cè)試，其中是在脈沖穩(wěn)定之后對(duì)電壓和/電流進(jìn)行了采樣；濾波式脈沖，其中產(chǎn)生一個(gè)變化的脈沖電壓同時(shí)用一臺(tái)直流SMU測(cè)量產(chǎn)生的電流；脈沖應(yīng)力/直流測(cè)量，其中產(chǎn)生脈沖式電壓，緊接著直流SMU測(cè)量。除了這些傳統(tǒng)的掃描類(lèi)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(gòu)建、存儲(chǔ)和產(chǎn)生最多包含2048條用戶(hù)自定義線(xiàn)段的波形。每條線(xiàn)段可以有不同的持續(xù)時(shí)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(yīng)力/測(cè)量直流
圖3.超快I-V測(cè)試配置

結(jié)語(yǔ)
隨著新型器件與測(cè)試應(yīng)用的出現(xiàn)以及半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)研究需求的不斷發(fā)展，超高速源/測(cè)量功能將變得越來(lái)越重要。能夠適應(yīng)這些變化的需求，具有良好性?xún)r(jià)比和靈活性的測(cè)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(cè)量技術(shù)的發(fā)展。