物理学测试仪器

4200-SCS半导体特性分析系统简介，4200-SCS产品主要应用领域4200-SCS系统简介，4200-SCS半导体特性分析系统的主要应用领域，半导体材料和设备开发-监控现有半导体和微电子专业设备和工艺的参数-半导体工艺路线，生产设备的建模-半导体设备设计光电设备研究(LED、OLED等)；非易失性内存测试闪存、相变内存(PRAM)、铁电内存(FeRAM)、电阻内存(RRAM)等；有机半导体特性分析太阳电池和光电特性分析，产品简介-前面板，4200-SCS/F半导体特性分析系统的前面板具有可刻录DVD驱动器、磁盘驱动器、USB接口、键盘和鼠标的12英寸超清晰分辨率(1024768)液晶屏。基于GUI的行业级Windows窗口界面，可将系统设置集成时间降至最低：与工业级控制器集成单独的RAM，以确保高测试速度，并增强系统的健壮性、可靠性和安全性。将2000年底市场上第一个WindowsGUI界面和测量设备有机地结合到计算机大容量硬盘中，可以立即存储测试过程和数据结果。可刻录DVD驱动器用于备份和传输大量数据，4个USB接口可实现与外围设备的快速通信。产品简介-后面板，4200-SCS半导体特性分析系统的后面板是系统的主要组件，可以从左到右分为计算机部分和仪器测量部分。计算机部分包括标准10/100以太网接口、RS-232接口、并行打印机接口(内置100多个常用打印机驱动程序)、SVGA显示器接口、USB接口等。仪表测量部分包括9个基于PCI总线的插槽，可安装2-8个源测量单元(SMU)、双通道脉冲发生器和示波器附加卡(支持脉冲I-V测量)、具有遥感功能的低噪声接地装置，以及GPIB接口。将仪器测量部分和计算机部分组成完整、有机的整体，可以最大限度地减少仪器的安装和调试时间。PCI总线插槽的结构可将测量通道数从DC I-V测试扩展到脉冲I-V测试，从2个扩展到8个。每个SMU通道都有单独的22位分辨率A/D转换器，可确保测试准确性。产品介绍典型配置，4个高分辨率SMU单元；(可测试的4端口MOSFET设备)4个电流前置放大器设备；(电流为0.1fA，电流精度为10fa)一个CVU(电容-电压测量装置)；一套完整的脉冲I-V(4225-PMU)测量装置；资料表I-V特性测量、4200-SCS系统中实行I-V测量功能的核心单位是来源测量结果(SMU)。SMU将电压源、电压表、电流源和电流表的四种功能组合在一起。可以给设备提供驱动电压，同时测量电流，或者给设备提供电流，测量电压。图形KITE软件可以轻松设置测试条件、设置电压或电流、设置测试点数、保护电压或电流值以及完成各种I-V参数测试。SMU数量与正在测试的设备上的端口数相关，原则上与带有几个端口的SMU一起提供。产品说明-4探针电阻测量、半导体材料研究和装置测试中，经常需要确定样品的电阻率和Hall载波浓度。半导体材料的电阻率主要取决于本体掺杂。在一个半导体器件中，电阻率可能影响电容、串行阻抗和临界电压。，数据表C-V特性测量，C-V测量由4210-CVU测试单元和用于4200-SCS系统的KITE软件平台共同完成。扫描频率范围为1KHz-10MHz，扫描电压范围为0-60v。(对于电源包，到200V)C-V测量不仅提供电容-电压测量，还提供完整的C-V分析数据库，供用户使用，包括氧化层厚度、网格面积、串行电阻、扁平带电容、电压、开路电压、体掺杂、有效氧化层电荷密度、移动电荷、金属-半导体功能、dee，产品说明-准静态C-V特性测量，超低频(准静态C-VQuas-static)C-V测试：频率范围：10 MHz-10hz；测量范围：1pF-10nF；交流信号：10mv-3 vrms；DC偏置：/-20V，产品说明-4200-SCS弱电流技术功能，建立了63年的基西里仪表，专注于弱电流测试的技术研发：4200-SCS系统使用了两种技术优势来确保电流测试。(1)。使用三种同轴电缆技术的测试电缆和特殊的Guard保护电路，确保小电流的测试。产品说明-4200-SCS电流测试SMU指标，产品说明-4200-SCS弱电流技术特性，4200-SCS系统采用两种技术优势来确保电流。(2)。在实际的纳米设备测试中，通常需要考虑被测试的设备距离参数测试系统的距离。如果不在前面，则在前面放大较弱的电流会将前端噪音传送到SMU单元，因此如果SMU的次精度过高，则没有意义。因此，还应考虑扩大前端的微弱电流信号。在这里测试小电流的时候，最好放大电路的等效阻抗。因为电流的噪音与电路的等效阻抗成反比。请参阅下图。因此，需要具体指出的是，4200-SCS系统的4200-PA电流前导符可以达到10 16 ，从而大大减少电路的噪音。并且，电流前置放大器可以放置在设备前端(探测站前端)，在前端级别向主机无损地传输电流信号。产品说明-4200-SCS弱电流测量图形-1，2009年9月28日连接南京大学4200-SCS和Cascade12000系列探头时，电流的底部测量图形蓝色颜色不超过没有探头的本底电流测量2fA，连接探头时不超过10fA。产品说明-4200-SCS弱电流测量图形-2，2009年9月28日南京大学4200-SCS在MOSFET的测量图形门没有电压时测试的IdVd曲线，在小电流测试部分数据非常稳定。产品说明-4200-SCSc-v测量技术功能，由4200-SCS进行的c-v测试和业界最丰富的C-V参数测试库：标准C-V扫描：普通MOSFET、二极管和电容器；MOScap:在MOS电容器中测量C-V，萃取参数包括氧化层电容、氧化层厚度、掺杂浓度、耗尽深度、debye长度、平坦带电容、平坦带电压、体电位、临界电压、金属半导体功能、有效氧化层电荷、MOScap萃取参数包括氧化层厚度、氧化层电容器、平带电容器、平带电压、临界电压、掺杂浓度和耗尽深度的函数关系。寿命：确定生成速度并执行寿命测试(Zerbst图)。移动离子：使用BTS方法确定和提取平面带电压参数，以确定可移动电荷。包括HotChuck热吸盘控制。在室温下测试样品，加热后测试，然后还原为常温，确定扁带漂移电压，确定可移动电荷。电容：在金属-绝缘-金属(MIM)电容器上执行C-V扫描和C-f扫描，并计算标准偏差。PN接头：测量P-N接头或肖特和二极管的电容与尖端薄板电压的函数关系。产品说明-4200-SCSC-v测量技术特性(续)，光电：测量发光太阳能电池的正向和反向直流特性，提取参数，最大功率，最大电流，最大电压，短路电流，开路电压，效率。同时执行C-V和C-f扫描特性。BJT:在端点-端点之间测量电容器(OV偏移情况下)，Cbe，Cbc，Cec；接线电容：测量晶片上小型互接线之间的电容。纳米线：在两端的纳米线设备上进行C-V扫描；闪光：在典型的浇口悬挂闪光装置上进行C-V测量。与其他特性分析系统不同，KeithleyC-V/I-V分析和提取程序打开了所有测试库，用户可以根据自己的研究类型轻松修改测试存储容量和自定义测试过程。这是一个测试库，通过标准教科书和Keithley多年的技术服务经验，可以大大缩短程序开发时间。产品简介-纳米设备测量，4200-SCS半导体特性分析系统提供的软件KITE78.2版本提供了业界最全面的纳米测试套件，为纳米电子特性分析提供了强大的平台。7种纳米结构的16个测试库：碳纳米管、生物芯片/设备、碳纳米管FET、纳米线、分子线、分子晶体管、多针纳米网格；还提供了很多知识库、技术课程和应用指南系列。产品说明33544200系统扩展-6221/2182A，差分模式下的低电阻测量方案；内置100MHz电流随机波形发生器，电流100mA，随机波形输出；内置高精度纳米电压表，分辨率1nV；适合4探针测试、超导电阻测试、极低电阻材料测试；产品简介-超高速脉冲I-V简介、超高速I-V源和测量在化合物半导体、中功率设备、中功率设备、非易失性内存、微型计算机电气部件(MEMS)、纳米设备、太阳电池和CMOS设备等多个技术领域中变得越来越重要。脉冲I-V器件特性分析实现了传统直流方法不可能完成的任务，例如克服纳米器件的磁热效应，高k栅介质器件的电荷陷阱效应引起的磁滞效应等电流漂移。通过瞬态I-V测试，研究人员可以获得高速电流或电压波形。脉冲信号源是设备可靠性的应力测试或以多步长脉冲模式摩擦或写入存储设备的操作，超高速脉冲I-V模块的核心功能，4225-PMU超高速I-V模块提供两个通道的高速、多阶脉冲电压输出，并通过同时测量电流和电压来替代现有脉冲/测量的硬件配置(通常是外部脉冲发生器、多通道示波器)4225-PMU具有集成高速源和测量功能。大范围电压源、电流测量(自动范围)和时间参数的设置；各种半导体参数测试应用；内置交互式软件易于控制，超高速脉冲I-V模块的核心参数，4225-PMU的核心参数是脉冲发生器(PG)模式下的最小脉冲宽度10ns是。脉冲I-V模式(添加一个脉冲电压时测量电流的模式)的最短脉冲宽度为60ns，上升时间至少为20ns；每个模块各有5ns有两个独立的通道，可以用的采样率同时测量电压和电流。模块的任意波形模式用于多阶脉冲输出时，单电压设置段至少为20ns，每个通道波形有2048个独立段，为闪存设备和其他非易失性存储技术的特性分析提供了非常灵活的手段。最大脉冲电压40V，最大电流800毫安，最小电流范围100毫安，测量准确度1nA，非常大的复盖范围，内存，高k材料，SOI，化合物半导体；超高速脉冲I-V模块的主要应用，4225-PMU适用于广泛的设备测试应用。通用脉冲I-V设备测试CMOS设备特性分析：电荷泵、自热效应、电荷陷阱、NBTI/PBTI分析非易失性内存：闪存、相变内存化合物半导体设备和材料：纳米设备(如LED)和MEMS等；4200-SCS交互式测量软件；以及，超高速脉冲I-V模块操作模式-PIV，在添加脉冲I-V模式、脉冲电压的同时测量脉冲电流模式；超高速脉冲I-V模块操作模式-TransientI-V，瞬态I-V模式(波形捕获)，例如，观察电荷陷阱或自热效应引起的泄漏电流的衰减。超高速脉冲I-V模块操作模式-脉冲源，用户定义的脉冲波形输出，用户定义输出随机波形，设置段和间隔定义，通用设备的脉冲I-V测量，单个通用MOSFET设备4225-PMU模块Ch1在浇口中添加脉冲电压(Vg)，Ch2在泄漏极中添加脉冲电压(Vd)以测量泄漏电流(Id)，从而导出Id-Vg和Id-Vd参数。下图显示了测试原理图，右图显示了Vds-Id的曲线。电荷泵测量、电荷泵(chargepump)参数是分析MOS结构半导体-介质接口状态的测量分析技术。设备质量和衰减等重要参数可以从电荷泵电流(Icp)参数中提取。将同时测量基板上直流电流的电压添加到栅极是电荷泵测量的基本方法。下图说明了MOSFET的栅极连接到脉冲发生器的测量原理(用于反复切换从积累到反转的晶体管，在栅极上添加脉冲信号后，主/小数载波重构发生在脉冲上升和下降相位上，因此小电流沿与基板相反的方向流动)。电流通过电流的泵电流(Icp)、4200-SMU加电流前置放大器单元(连接到基板的设备)进行测试。高k材料测量，高k栅介质技术高介质常数(高k)栅材料，例如氧化铪、氧化锌、氧化铝、硅化物，作为高级CMOS工艺的栅介质近年来备受关注。由于高介电常数，高k材料的浇口可以比SiO2厚，因此泄漏电流降低了几个级别。高k材料可以帮助解决高级工艺的浇口泄漏问题。高k材料测量，高k栅介质器件的测试挑战克服电荷阱效应的电荷阱效应的影响，当晶体管打开时，泄漏电流减少。电荷在栅介质中捕获时，晶体管的开路电压因栅电容器的内部电压而增加。电荷陷阱产生和消失的时间取决于栅栈的组件，根据界面SiO2层的物理厚度和高k膜和工艺技术，时间会发生变化，从低于1 s到数十s的范围。仅通过传统的直流测量方法，很难获得栅极堆叠产生的完整物理现象。高k材料测量，脉冲测试的基