4200-PIV脉冲IV包_在线百科全书查询
4200-PIV脉冲IV包
定义
4200-PIV脉冲IV包是4200-SCS型号工厂安装的可选套件。 4200-PIV包的重点是测试具有自加热或电荷捕获效应的低功耗CMOS晶体管。
对于较高功率的器件，自加热已为一个问题，但对于更小尺寸和绝缘体上硅（SOI）技术的低功率器件，这也成为一个问题，这是因为晶体管产生的热难以散掉。
除了更小的尺寸，对于未来的晶体管技术，正在考虑使用高κ材料来大大降低门极漏电流。不幸的是，这些高κ材料及相关的工艺尚不完善，接口和大晶格均不完善，这种不完善会导致电荷捕获。
通过使用脉冲IV代替直流参数测试，可以极大地避免电荷捕获和自加热效应。
背景知识
什么是脉冲IV
脉冲IV[1]为用户提供了使用脉冲而非直流信号在设备上运行参数曲线扫描的能力。带相应脉冲测量的脉冲源的使用，通常有两种方法。
第一种方法提供类似直流的参数测试，此种方法中测量发生在脉冲的平坦稳定部分。典型的测试是IV扫描，如曲线的Vds- Id系列或Vt提取的Vgs-Id曲线。
第二种方法是瞬态测试，此种方法中单一脉冲波形用来研究随时间变化的参数（s）。第二种情况的例子是使用单脉冲波形[2]来研究由于电荷捕获或自加热造成的Id随时间的老化。
为什么要使用脉冲IV？
上面列出的两种脉冲IV测试的方法，典型地用于克服或研究自加热（焦耳热）的影响以及进行时域的研究，如被测设备（DUT）的瞬态充电捕获。脉冲和脉冲IV测试在半导体研究、设备和工艺的发展中越来越重要，这已成为一种趋势。
这个文档将侧重于4200-PIV包类似直流的IV扫描能力，虽然其他类型的脉冲测试也有可能，如电荷泵、单脉冲电荷捕获、AC应力、非挥发性记忆体测试。
内容
为了实现CMOS晶体管的脉冲IV测试，4200-PIV包内含：
4200-PG2[1] 双通道电压脉冲发生器
4200-SCP2[2] 双通道示波器
脉冲IV互联 4200-RBT远程偏置T型接头结合直流和脉冲信号及必要的电缆和端子
脉冲IV软件 CMOS晶体管测试的项目和测试程序，包括电缆补偿和负载线算法来提供类似直流的扫描结果
目标应用和测试项目
4200-PIV[1]包涵盖解决最常见参数晶体管测试的测试项目：Vds–id和Vgs-id。这两个测试提供直流和脉冲两个模式，允许两种测试方法之间的相关性，并已配置用于前沿、低功率CMOS器件的测试。
这些测试连同自动校准和电缆补偿的初始化步骤，包括在单4200测试项目，脉冲IV-Complete中。
有另一个脉冲IV测试项目：Demo-PulseIV。这个演示项目是IV-Complete的一个子集，目的是用使打包的演示DUT来说明脉冲IV的能力。
能力
-5至+5 V的脉冲门极电压，以零为参考脉冲宽度40-150ns（由于4200-RBT），以10 ns增量进行调节40us及以上的周期（由于4200-RBT），以10 ns增量进行调节。最大占空比为0.1%。脉冲瞬态编程至10ns，导致13 ns的瞬态时间SMU提供漏极上直流电压偏置，- 210V至210 V漏极电流脉冲测量，最高可达100mA，由8位示波器卡提供5 uA的分辨率（可以通过平均多个脉冲得到更高的分辨率）Vds- Id和Vgs-Id扫描单脉冲“scope”shot用来设置验证和瞬态测试需要注意的是，上述清单是完整的4200-PIV包所特有的操作。独立的部件，如4200-PG2和4200-SCP2，可能有不同的功能。例如，4200- PG2可以编程输出10ns的脉宽，但此脉冲不足以进行脉冲IV的测量，因此没有放置于提供的PIV设置中。
工作原理
通常而言，4200-PIV给门极施加一个脉冲，同时直流偏置漏极。源和本体均连接到地线/屏蔽层上。双通道示波器（4200-SCP2）测量门极和漏极电压。漏电流是通过计算示波器的50ohm两端（图1a，SCP2通道2的 Rsense）的电压降得到的。
为了提供信号截图并显示设置不同的影响，图1a及1b显示了脉冲IV设置的原理图及选择点对应的波形示意图。虽然许多波形显示如下，实际上却只有2个波形是由4200-SCP2（B和E）测量的。图1b所示的波形是图1a所示信号的截图，所有的图使用同一时间刻度。同时显示所有波形允许对线路的不同部分的直流偏置和相对幅值进行对比。
