超快I-V源和测量技术的应用

超快I-V源和测量技术随着越来越多传统直流I-V测量功能的消失而迅速发展。注意到，传统SMU设计[1]能够提供和测量最高约1A的电流，最低约1皮安的电流。尽管增加远程前置放大器后最低可以解析0.1fA的电流信号，但是这些只支持直流I-V测量的系统配置最佳速度仅为10毫秒。相比之下，超快I-V测量方案能够进行最快10ns的测量，这对于涉及器件恢复时间特征分析的应用是非常关键的。专门针对超快I-V测试而设计的可选的远程放大器将这些新型测量方案的电流分辨率向下扩展到几十皮安，仅仅稍高于待测器件产生的约翰逊噪声[2]决定的极限值。在单个机架内集成了超快I-V源和测量仪器与远程放大器的系统支持的特征分析应用比以往任何时候都更加宽泛，包括相变存储器器件测试、单脉冲电荷俘获/高k介质测试、LDMOS或砷化镓中功率放大器器件特征分析、SOI恒温测试、超快负偏温不稳定性（NBTI）测试、基于电荷的电容测量（CBCM[3]）、MEMS电容测试和越来越多的其它一些测试。
 
图3给出了支持越来越多的超快I-V应用的四种扫描类型：瞬态I-V扫描，其中对电压和电流进行了连续数字化；快速脉冲式I-V测试，其中是在脉冲稳定之后对电压和/电流进行了采样；滤波式脉冲，其中产生一个变化的脉冲电压同时用一台直流SMU测量产生的电流；脉冲应力/直流测量，其中产生脉冲式电压，紧接着直流SMU测量。除了这些传统的扫描类型，4225-PMU[4]还具有完整的任意波形发生功能以及Segment ARB®模式，能够十分方便地构建、存储和产生最多包含2048条用户自定义线段的波形。每条线段可以有不同的持续时间，这一特性使其具有出色的波形发生灵活性。


瞬态I-V、快速脉冲I-V、脉冲发生器、脉冲发生器、滤波脉冲、脉冲应力/测量直流
图3. 超快I-V测试配置
 
结语
随着新型器件与测试应用的出现以及半导体实验研究需求的不断发展，超高速源/测量功能将变得越来越重要。能够适应这些变化的需求，具有良好性价比和灵活性的测试系统不但可使研究人员延续以前的工作，而且可以跟上测量技术的发展。