物理学测试仪器4200.ppt

高K材料测量 脉冲测试的基本方法 对栅极加一个脉冲电压，漏极上加一个偏压（Bias），用数字示波器同时记录栅极电压和漏极电流，漏极电流通过公式可以算出来，这样从栅极脉冲信号的上升沿和下降沿就可以获得Id-Vg曲线。 高K材料测量 不同脉冲宽度下的 Id-Vg曲线（Keithley 2006年与美国SEMATECH公司合作，发表了下列测试曲线）： 高K栅极测量 极短脉冲下的测量效果： 因为用非常短的脉冲宽度会产生少很多的电荷阱效应，测量到的漏极电流比在DC条件下要高。当用脉冲I-V数据来建立一个模型时，就导致一个更高的可预测的沟道载流子移动，就可以更好地表征切换非常快地晶体管。 高K栅极电介质NMOSFET的脉冲I-V和DC I-V测量结果的重叠图： a）DC和脉冲Id-Vg测量图，b）DC和脉冲Id-Vd测量。 针对纳米器件自热效应的克服 自热效应已经成为纳米器件和TFT器件测试时必须要考虑的一个问题，对于一些基于小尺寸和SOI工艺技术更低功率器件（这样的器件在工作时产生的热量不能立即散发），自热效应会导致用传统直流测试方法得不出更加真实的数据。在这种情况下，使用脉冲I-V测试就可以极大地避免自热效应带来的影响。 NBTI测试 MOSFET在高栅极偏压和高温下负偏压温度不稳定性（NBTI） 导致的阈值电压（Vth）降低是先进半导体制程关注的重点问题， NBTI测试精确的Vth的方法就是快速，核心是在栅极的应力(Stress电压）去除后，能够在应力解除后1μs内就要测量（目的是要在恢复之前就要测量），要得到精确的Vth测量值，就有必要使用Id-Vg扫描而不是对单个栅极偏压进行漏极电流（Id）的抽样测量。 非易挥发性存储器测试 闪存的结构基本是一个MOSFET器件，它有两个栅极，它基本上是浮栅（FG）。控制栅极对浮动栅极进行读取，程控，和删除操作，浮栅存储电荷（代表存储在内存中的数据）。有两种测试，一种是性能测试，另一种是寿命测试（Endurance test)测试中，对浮栅进行电压脉冲的操作，进行数百万次的Write-Read-Erase操作后，用4200的SMU单元测量进行Vth的操作。 脉冲I-V 测试的主要应用的技术要求 4225-PMU can measure the following device Voltage Max Current Min Current Rise time Pulse Width Duty Cycle Single Pulse Charge Trapping / High K +/-10v 10mA 100nA 100nS 50nS-1uS n/a Silicon-On-Insulator +/-10v 10mA 10nA 100nS 100nS 0.01%-50% LDMOS/GaS isothermal +/-40v 400mA 100nA 100nS 200nS 0.01%-50% Flash RTS Id +/-40v 10mA 10nA 100nS 100nS-1mS n/a PC-RAM +/-10V 10mA 100nA 10nS 150nS n/a UF NBTI +/-10 10mA 2nA 50nS 1uS n/a Charge Pumping +/-40V 1mA 1mA 100nS 100nS-1S 50% Thermal Impedance +/-40V 400mA 1uA 1uS 1uS-1S 0.1%-50% MEMs Cap +/-40V 400mA 1uA 10uS 10uS-1S 1%-50% RTS +/-40V 10mA 10nA n/a 100nS-1mS n/a CBCM +/-10V 10mA 100nA 1uS 1uS-10mS 1%-50% RPM - What Is It? 4225-RPM Remote Pulse Module Extends the low current capabilities of the PMU to below 10mA Allows the user to switch between the PMU, CVU, and SMU without re-cabling. Remotely Mounted Controlled via the 4225-PMU One-per-PMU Channel Cannot be used without a PMU Remotely mounted on the end of a 2m cable Each RPM is matche