Alle Halbleiterstrukturen präzise charakterisieren

Für das Charakterisierungs-System 4200-SCS zur Präzisions-Analyse an Halbleiter-Bauelementen hat Keithley ein High-speed-PMU-Modul entwickelt. Managing Director Klaus Leutbecher gibt hierzu Details.

Letztlich ermöglicht das neue Fast-I-V-Modul (Strom-Spannung) mit der Bezeichnung 4225-PMU die Erzeugung von Spannungssignalen mit äußerst steilen Flanken. Es bietet auch Funktionen zur Messung von Strömen/Spannungen mit einen sehr großen Dynamikbereich im Hinblick auf alle Spannungs-, Strom- und Zeit-Parameter.

Diese Strom- und Spannungsmessungen sind mit Erfassungsraten von bis zu 200 Megasamples/s (MS/s) mit 14 Bit Analog/Digital-Auflösung möglich, wobei zwei A/D-Wandler pro Kanal (also vier A/Ds pro Karte) zum Einsatz kommen. Es stehen dabei zwei Spannungs- (bipolar 10 V oder 40 V an 1 Megohm) und vier Strommessbereiche (800 Milliampere, 200 Milliampere, 10 Milliampere, 100 Mikroampere) zur Verfügung.

Klaus Leutbecher, Managing Director Europe/India von Keithley präzisiert die Anwendungen: »Das Keithley 4200-SCS hat sich über Jahre als das Semiconductor Characterising System bewährt. Jetzt wird das System für gepulste Messungen so einfach in der Handhabung wie für DC-Messungen. Denn gepulste Messungen sind ein Muss für alle zukünftigen Halbleiterentwicklungen um Charge-pumbing und Self-heating-Effekte zu untersuchen oder Zuverlässigkeitsuntersuchungen vorzunehmen.«

Sehr positiv ist, dass mit der neuen Ultra-Fast I-V-PMU 4225 drei grundsätzliche Tests immer mit dem gleichen Messaufbau durchgeführt werden:

  • Wiederholende gepulste Strom-Spannungs-Messungen
  • Transient-Strom-Spannungs-Messungen  d.h. innerhalb eines Pulses werden Messungen vorgenommen und
  • beliebige anwenderspezifische Strom-Spannungs-Pulsgenerierungen mit entsprechenden Messungen.

Alle Pulse werden per Software bezüglich Breite ab 10 ns, Amplitude, Anstiegs-/Abfallzeit und Totzeit anwenderspezifisch definiert. Letzlich können wir damit wird das ganze Spektrum an modernen Halbleitern analysieren und charakterisieren: von CMOS- und Non-Volatile-Memorys (Flash, Phase Change RAM) über Laserdioden und MEMS oder Nano-Strukturen bis hin zu organischen Bauteilen und Solarzellen.«