Keithley Hohe Produktvielfalt erfordert eine schnelle Testplanentwicklung

Keithley hat die Parameter-Testsysteme der Serie S530 um einige interessante Funktionen erweitert.
Keithley hat die Parameter-Testsysteme der Serie S530 um einige interessante Funktionen erweitert.

Auch nach der Übernahme durch den Danaher-Konzern im Herbst letzten Jahres laufen die Entwicklungsarbeiten bei Keithley Instruments weiter auf Hochtouren. Nun hat der US-amerikanische Messtechnikhersteller seine Parameter-Testsysteme der Serie S530 für die Halbleiter-Produktion um einige interessante Funktionen erweitert.

Die S530-Systeme sind speziell für den Parametertest in Produktionen mit großer Produktvielfalt ausgelegt, in denen es auf eine hohe Flexibilität bei der Anwendung und auf eine schnelle Wafer- und Testplanentwicklung ankommt.

Die nun von Keithley vorgestellten Systemverbesserungen umfassen unter anderem ein neues Schalt-Grundsystem für einen hohen Durchsatz und eine Signalverschaltung mit hoher Integrität. Für eine höhere Genauigkeit bei kleinen Widerständen ermöglichen die Tester nun vollständige Kelvin-Messungen auf der Probe Card. Desweiteren bieten sie neue Hardware-Schutzmodule, die die empfindlichen Systeminstrumente vor hohen Spannungen schützen sollen, sowie eine ganze Reihe von »Probe-up«-Systemspezifikations- und Diagnose-Tools.

Zwei verschiedene Testkonfigurationen

Das S530-Parameter-Testsystem ist in zwei Konfigurationen verfügbar: als Low-Current-Version zur Charakterisierung von Gate-Leckströmen und von Leckströmen unterhalb des Schwellwerts sowie als High-Voltage-Variante für schwierige Durchbruch- und Leckstromtests bei GaN-, SiC- und Si-LDMOS-Leistungsbauelementen. Das S530-Low-Current-System (mit zwei bis acht Source-Measure-Unit-Kanälen, SMU) bietet eine Messauflösung im Sub-Picoampere-Bereich und ermöglicht ein Guarding für kleine Ströme bis zum Probe-Pin. Das S530-High-Voltage-System (mit drei bis sieben SMU-Kanälen) enthält eine SMU zur Einspeisung von Spannungen bis zu 1000 V bei 20 mA (20 W max.). Je nach Konfiguration eignen sich beide S530-Systeme für alle DC- und C-V-Messanwendungen in der Prozessüberwachung und der Bauteilcharakterisierung.

Beide S530-Varianten sind mit Source-Measure Units ausgestattet, die als Quelle und Senke mit einer Leistung von 20 W sowie in einem Bereich von 20 bis 200 V arbeiten können. Neben einer Präzisionsquelle bieten sie programmierbare Grenzwerte (Strom- bzw. Spannungsbegrenzung) für alle Bereiche, so dass sowohl die Bauteile, als auch die Messspitzen vor Beschädigungen aufgrund eines Durchbruchs bei den Bauteilen geschützt sind. Bei der Einspeisung messen die SMUs die Spannung und den Strom, dadurch ist sichergestellt, dass die Parameterberechnungen die wirklichen Bedingungen reflektieren und nicht einfach nur die programmierten Vorgaben.

Mit Hilfe der dedizierten SMUs ermöglichen die Systeme die vollständige Charakterisierung der Bauelemente und Schaltungen und gewährleisten somit eine tiefgehende Transparenz im Hinblick auf deren Leistungsfähigkeit, und zwar sowohl beim Test von LDMOS Si, als auch von GaN BJTs. Dabei sind bei der Überwachung der gängigen Bauteilprozesse keinerlei Kompromisse hinsichtlich der Stromempfindlichkeit im Sub-Picoampere-Bereich erforderlich. Laut Hersteller ist das S530-High-Voltage-System der derzeit einzige Parametertester, der eine Spannung von 1 kV auf einen von bis zu 32 Pins der Probe Card schalten kann. Dadurch können Hochspannungs- und Niederstrom-Messungen in einem einzigen Durchlauf erfolgen, was wiederum eine genaue Charakterisierung von Leistungsbauteilen ermöglicht.