Keithley Instruments ha annunciato l’introduzione di una nuova opzione per il proprio sistema per la caratterizzazione dei semiconduttori modello 4200-SCS.

Il nuovo modello 4225-PMU I-V ad alta velocità è un modulo che mette a disposizione funzioni di misura di tensioni e corrente e generazione di forme d’onda in tensione ad altissima velocità per l’ambiente di collaudo 4200-SCS in modo da fornire la più ampia gamma di tensioni, correnti, ampiezza di impulsi e tempi di salita/discesa: ciò permette di ampliare considerevolmente le potenzialità del sistema per quel che riguarda caratterizzazione di materiali, dispositivi e processi.

Grazie al modello 4225-PMU, le operazioni di misura e ad alimentazione in tensione e corrente a quattro quadranti diventano semplici come una misura in corrente continua.

Gli ampi intervalli di erogazione e misura, di ampiezza degli impulsi e di tempi di salita fanno del modello 4225 una particolarmente indicata per tutte quelle applicazioni che richiedono alimentazione in tensione variabile ad alta velocità e misure sincronizzate, da quelle inerenti le tecnologie CMOS con geometrie dell’ordine dei nanometri a quelle relative alle memorie flash.

A differenza delle soluzioni precedenti, che richiedevano la presenza di tre differenti banchi di collaudo (test stand) per caratterizzare in maniera esaustiva un dispositivo, un materiale o un processo, l'elevata dinamica del modello 4225-PMU consente di effettuare tutte le operazioni necessarie con un singolo insieme di strumenti.

I laboratori possono ora configurare un solo sistema per gestire tutti i tre tipi di misure richieste: I-V in continua (DC) di precisione (modello 4200-SMU), impedenza in alternata (modello 4210-CVU) e I-V ad alta velocità o transitorie (modello 4225-PMU).

Due canali di alimentazione e misura in un singolo modulo

Ciascun modulo del modello 4225-PMU rende disponibili due canali di alimentazione e misura occupando un solo slot all’interno di uno chassis a nove slot.

Ogni chassis può ospitare fino a 4 moduli in modo da fornire un massimo di otto canali di alimentazione/misura ad altissima velocità.

Ciascun canale abbina uscite di tensione ad alta velocità (con larghezza degli impulsi che vanno da 60 ns alla continua) a misure simultanee di corrente e tensione.

Il modulo fornisce impulsi di tensione ad alta velocità con misure di tensione e corrente simultanee a una velocità di acquisizione massima di 200 Ms/s con convertitori A/D a 14 bit utilizzando due convertitori per canale (quattro convertitori per scheda).

L’utilizzatore può scegliere tra due intervalli per la generazione di tensione (±10 V o ±40 V con una resistenza di 1 MOhm) e quattro intervalli di misura della corrente (800 mA, 200 mA, 10 mA e 100 mA).

Ciascun modello 4225-PMU può essere corredato con un massimo di due commutatori/amplificatori remoti modello 4225-RPM che mettono a disposizione quattro intervalli supplementari di corrente di valore ridotto.

Essi consentono inoltre di attenuare gli effetti della capacità dei cavi e supportano la commutazione automatica tra il modello 4225-PMU, il modello 4210-CVU e altre unità SMU installate nello chassis.

E’ altresì disponibile il generatore di impulsi modello 4220-PGU che rappresenta un’alternativa, in grado solamente di alimentare il carico in tensione, al modello 4225-PMU.

Ampia gamma di applicazioni

L’utilizzo congiunto dei modelli. 4225-PMU e 4225-RPM permette di soddisfare le esigenze di una pluralità di applicazioni, tra cui:

• Misure I-V ultraveloci di tipo universale: il collaudo mediante impulsi in corrente o in tensione può essere utilizzato in numerose situazioni, compresa la prevenzione dell’autoriscaldamento del dispositivo mediante l’uso di impulsi stretti e/o impulsi caratterizzati da duty cycle ridotto invece di segnali in continua
• Caratterizzazione di dispositivi CMOS: la capacità di erogare tensioni ad alta velocità e la sensibilità delle misure di corrente dei modelli 4225-PMu/4225-RPM li rende idonei all’utilizzo per la caratterizzazione dei dispositivi CMOS, compresi quelli contraddistinti da un dielttrico ad elevato K e quelli realizzati sfruttando tecnologie avanzate come il processo SOI (Silicon-On-Insulator)
• Collaudo di dispositivi di memorie non volatili: il software KTEI integra appositi toolkit per il collaudo di memorie sia flash sia a cambiamento di fase (PCM). Il sistema risulta particolarmente adatto al collaudo di singole celle di memoria o matrici di celle di piccole dimensioni, operazioni consuete nei laboratori di ricerca e sviluppo e nel corso della verifica di processo
• Caratterizzazione di materiali e dispositivi a semiconduttore composti: il modello 4225-PMU è utile in fase di caratterizzazione dei materiali del gruppo II-V, come ad esempio l’arseniuro di gallio (GaAs) e il nitruro di gallio (GaN). Esso consente di impostare una tensione di offset dell’impulso in modo che le misure possano essere eseguite a partire da un valore diverso da zero al fine di analizzare il guadagno dell’amplificatore o la linearità di un dispositivo.
• Prove di affidabilità NBTI/PBTI: il package opzionale modello 4200-BTI Ultra Fast BTI integra i componenti hardware e software necessari per adottare tutte le metodologie di test BTI mediante misure che sono tra le più sensibili e veloci al momento disponibili. Oltre a ciò il software ACS (Automatic Characterization Suite) supporta l’automazione a livello sia di cassetti sia di wafer e integra librerie di test NBTI/PBTI dotate di interfacce GUI di uso molto semplice.

Il modello 4225-PMU è in grado di generare quattro tipi di scansione (sweep): scansione lineare, impulsiva, forme d’onda arbitrarie e ARB segmentata. La modalità ARB segmentata (Segment ARB) semplifica la creazione, la memorizzazione e la generazione di forme d’onda composte da un massimo di 2048 segmenti di linea definiti dall’utente a garanzia della massima flessibilità nella creazione di forme d’onda.

Un kit di cablaggio opzionale ad altre prestazioni permette di collegare il modello 4200-SCS a un manipolatore della sonda (prober), semplificando la commutazione tra le diverse configurazioni per il collaudo I-V in continua, C-V e I-V ultraveloce eliminando la necessità di effettuare un ricablaggio e garantendo una maggiore fedeltà del segnale.