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4200-BTI-A参数分析仪

型号:4200-BTI-A

·九游会·产品时间:2023-11-10

简要描述:

4200-BTI-A参数分析仪是一种可以量身定制、全面集成 的参数分析仪,可以同步查看电流电压(I-V)、电容电压(C-V) 和超快速脉冲式I-V 特性。作为性能高的参数分析仪, 4200A-SCS 加快了半导体、材料和工艺开发速度。

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详细介绍

4200-BTI-A参数分析仪 Clarius Software

全新Clarius Software 用户界面,您可以把对科研的理解提 升到全新水平。4200A-SCS 包括Clarius+ 软件包,可以执 行几乎任何类型的I-V、C-V 和脉冲式I-V 特性分析测试。 Clarius Software 用户界面提供了触滑或点击控制功能,为现 代半导体、材料和工艺特性分析提供高级测试定义、参数分析、 图表绘制和自动化功能。

主要特点

  • 随时可以投入使用、可以修改的应用测试、项目和器件, 缩短测试开发时间
  • 业内*台内置测量视频的仪器,测试视频由全球应用工 程师提供,分为4 种语言,缩短学习周期
  • pin to pad 接触检查,确保测量可靠
  • 多种测量功能
  • 数据显示、分析和代数运算功能

专家视频,降低特性分析复杂度
观看吉时利全球应用工程师制作的内置视频,迅速掌握应用, 缩短学习周期。数小时的专家测量专业帮助,在发生意想不 到的结果或对怎样设置测试存在疑问时,将为您提供指引。 Clarius Software 短专家视频支持四种语言(英语、中文、日 语和韩语),可以迅速让你洞察先机。

大量随时可以使用的应用测试可供选择
通过Clarius 库中装备的450 多项应用测试,您可以选择或 修改预先定义的应用测试,加快特性分析速度,或从一开始 简便地创建自定义测试。只需三步,Clarius Software 就可以 引导新用户像专家一样完成参数分析。

实时结果和参数
自动数据显示、算法分析和实时参数提取功能,加快获得所 需信息的速度。您不必担心数据丢失,因为所有历史数据都 会保存下来。

无需示波器检验脉冲测量
脉冲定时预览模式可以简便地查看脉冲定时参数,确认脉冲 式I-V 测试按希望的方式执行。使用瞬态I-V 或波形捕获模式, 进行基于时间的电流或电压测量,而无需使用外部示波器。

4200-BTI-A参数分析仪典型应用

MOSFET, BJT 晶体管
材料特性分析
非易失性存储设备
电阻率系数和霍尔效应测量
NBTI/PBTI
III-V 族器件
失效分析
纳米器件
二极管和pn 联结
太阳能电池
传感器
MEMS 器件
电化学
LED 和OLED

第1 步 - 构建测试方案

在Clarius 库的450 多种预先定义的应用测试和项目中搜索、过滤 及选择所需测试项。

过滤测试、器件或项目库,快速进行选择

了解每项测试,获得更详细的信息,包括:● 全面的测试描述; ● 测试示意图; ● 所需设备。

第2 步 - 配置测试

使用Key Parameters View 或All Parameters View,迅速修改测 试参数。

第3 步 - 分析结果

查看图形结果或数据结果,过滤测试数据,标记数据,简便地进行标识。

2. 源测量单元(SMU)

精密直流电流VS. 电压(I-V) 测量是分析器件和材料特性的 基石。4200A-SCS 参数分析仪的核心采用世界一LIU的源测 量单元(SMU) 仪器。源测量单元可以提供电压或电流,可以 以非常高的分辨率和精度同时测量电压和电流。SMU 把电 压源、电流源、电流表和电压表集成到一张仪器卡上,实现 I-V 同步测量。
源测量单元拥有四象限功能,因此不仅可以提供电流,还可 以吸收电流,比如测试充电电容器或太阳能电池时。

I-V 扫描测量。

4200A-SCS 参数分析仪可以配置最多9 个SMU。有两种 SMU 型号:中等功率SMU,范围高达210 V/100 mA;高功 率SMU,范围高达210 V/1 A。每个4200-SMU 中等功率 SMU 或4210-SMU 高功率SMU 占用主机的一个插槽,在 4200A-SCS 系统中可以一起使用。
所有4200A-SCS SMUs 都有屏蔽三同轴连接,为低电流和 高阻抗测量及4 线(Kelvin) force 和sense 连接提供保护防漏 电功能。

停止、扫描和脉冲测量
内置4200A-SCS SMU 特性提供了各种测量功能,如扫描测 量操作、线性和对数步进扫描、列表扫描、单点平均等。

把测量分辨率扩展到10 aA
许多关键应用需要能够测量超低电流,如确定FET 的栅极泄 漏电流,测试灵敏的纳米器件,测量绝缘装置和电容器的泄 漏电流。
当SMUs 配置选配的4200-PA 远程前端放大器时,它们能 够进行超低电流测量。可扩展任意SMU 型号的电流范围, 分辨率低至10 aA。对用户,SMU 只是表现为提供了额外的 测量分辨率。

选配4200-PA 前端放大器模块,fA 级测量。

前端放大器预装在4200A-SCS 主机背面。这种安装方式可 以使用标准线缆连接探针、测试夹具或开关矩阵。可以从后 面板中去掉前端放大器,放在较远的位置( 如不透光的夹具 盒或探针台内),消除由于长电缆导致的测量问题。另外还提 供了上机架附件和三同轴安装附件。

超低频率C-V 技术及SMUs
4200A-SCS 提供了*WU二的功能,可以执行超低频率电 容电压测量,而不需LCR 仪表或电容模块。低频率C-V 测 量用来分析某些材料中的缓慢捕获和脱阱现象。

使用SMU 和前端放大器进行超低频率C-V 测量。

4200A-SCS 采用新的窄带技术,利用集成的SMU 仪器的低 电流测量功能,在10 mHz ~ 10 Hz 范围内的低频率上 执行C-V 测量。这种方法采用4200A-SCS 的SMU 及前端 放大器,而不要求额外的硬件或软件。

本地开关选项

为了适应I-V 测量和其他测量类型之间切换,4200A-SCS 提供了多个选项,可以在不同测量类型之间简便切换:

  • 4200A-CVIV多通道开关模块 - 最多四个通道,在I-V测 量和C-V 测量之间简便切换。此外,可以在被测器件不 同端口间自动切换C-V 测量,而不需要抬起探针或改变 测试设置。
  • 4225-RPM 远程前端放大器 / 开关模块作为多路复用器开 关,在精密DC SMUs、C-V 和超快速脉冲式I-V 仪器之 间自动切换。此外,RPM 扩展了4225-PMU 超快速脉冲 式I-V 仪器模块的低电流测量功能。

3. 电容- 电压单元(CVU)

电容- 电压(C-V) 测量通常用来分析MOSFET 的栅极氧化 层厚度、氧化层缺陷密度、掺杂分布等。在这一测量中,在 栅极电压变化时,栅极到漏极和源极的电容会变化。电容测 量一般采用AC 技术完成。通过在被测器件(DUT) 中提供AC 电压,然后测量得到的AC 电流和相位角,最终多频率C-V 仪器模块可以得到AC 阻抗。

1 kHz - 10 MHz AC 测量

4210-CVU 仪器模块在1 kHz ~ 10 MHz 测试频率上执行几 fF 到几μF 的多频率电容测量,同时提供高达±30 V 或60 V 差分的DC 偏置电压。

电容- 电压扫描。

由于多达 4096 个测量点,CVU 仪器可以用来测量电容相对
于电压关系 (C-V)、电容相对于频率关系 (C-f) 和电容相对于时间关系 (C-t),提取许多重要参数,如:

  • 掺杂曲线
  • 氧化层厚度
  • 载流子寿命测试
  • 结电容、引脚到引脚和互连电容测量

另外还提供了 4200-CVU PWR 选项,支持:

  • 高功率 C-V 测量,高达 400 V ( 每个器件端子 200 V),用来测试高功率器件,如 MEMs 器件、LDMOS 器件和显示面板。
  • 高达 300 mA 的 DC 电流,测量晶体管打开时的电容。

确保结果的有效性>
与市场上其他C-V 模块不同,4210-CVU 设计了*的已获专LI的电路,支持各种特性和诊断工具,确保结果的有效性。

  • 在软件中切换 AC 电流表测试端。这种简单功能确保您在噪声最低的端子上测量 AC 信号,提供更实用的测量功能。您不必手动改变电缆、抬升探针或改变测试设置,可以轻松消除潜在错误。

只需点击一下鼠标,就可以把AC 和DC 源切换到噪声最低的端子。

  • 把 DC 偏置移到选择的端子上。在 Clarius Software中,您 只需点击一下鼠标,就可以将DC 偏置源输出至高端或低端, 确保正确的控制所施加电场。
  • 实时C-V仪表。实时C-V仪表显示快速准确的电容测量, 而不需运行预先编程的测试。可以在开路补偿和短路补偿 执行前确保电路确实为开路或短路状态。此外,您可以使 用实时C-V 仪表调试测试设置和被测器件。

实时电容测量。

  • 置信度检查。这种诊断工具允许用户检查开路和短路连接 及到DUT 连接的完整性。在执行开路或短路测试时,阻抗 和噪声测量在测试电路的高端和低端进行。这特别适合确 认已经接触晶圆上的连接盘,或确认正确连接开关矩阵。 如果置信度检查诊断测试失败,那么会给出进一步的调试 指引。

本地开关选项

由于很难在C-V 和其他测量类型之间切换,4200A-SCS 提 供了多个可以在不同测量类型之间简便切换的选项:

  • 4200A-CVIV 多通道开关模块 - 最多 4 个通道,在 I-V 测 量和C-V 测量之间轻松切换。此外,可以在DUT 不同端 口间自动切换C-V 测量,而不需抬升探针或改变测试设置。
  • 4225-RPM 远程前端放大器 / 开关模块 - 这作为多路复用 器开关,在精密DC SMU、C-V 和超快速脉冲式I-V 仪器 之间自动切换。此外,RPM 扩展了4225-PMU 超快速脉 冲式I-V 仪器模块的低电流测量功能。

4. 超快速脉冲测量单元(PMU)

超快速I-V 源和测量已经成为许多技术日益重要的功能,包 括复合半导体、中等功率器件、非易失性存储器、MEMS 器 件等等。
4225-PMU 模块可以在生成超快脉冲电压波形的同时测试脉 冲信号,最终将其无缝集成到4200A-SCS 测试环境中,提 供了*的I-V 测试性能,大大扩展了系统的材料、器 件和工艺特性分析能力。它代替了传统的脉冲/ 测量硬件配置, 传统配置一般包括一个外部脉冲发生器、一台多通道示波器、 专门设计的互连硬件及集成软件。

使用超快速脉冲式I-V 限度地减少自热效应。

4225-PMU 操作模式

每个模块有两个独立通道。每个通道使用并行14 位模数转换 器及深存储器,可以同步测量电压和电流,支持高达1M 采 样点、每个样点5 ns (200 MSa/sec)。

三种操作模式,全面分析特性

4225-PMU 可以用来执行三种超快速I-V 测试:脉冲式 I-V、瞬态I-V 和脉冲源。

脉冲式I-V
指输出脉冲式源的同时,在脉冲高电平区间进行 高速测试,提供类似DC 测试的测量结果。使用脉冲式I-V 信号分析器件特性,而不是使用DC 信号,可以研究或降低 自热( 焦耳加热) 效应,或限度地减少由于捕获的电荷 变化而导致的电流漂移或退化。

瞬态I-V
或波形捕获是一种基于时间的电流和/ 或电压测量, 一般捕获脉冲式波形。瞬态测试一般是单个脉冲波形,用来 研究时变参数,如由于电荷捕获或自热导致的漏极电流随时 间的变化过程。可以进行瞬态I-V 测量,测试动态测试电路; 也可以用来作为诊断工具,在脉冲式I-V 模式下选择相应的 脉冲设置。

脉冲源
涉及使用内置Segment ARB® 功能输出用户自定义 的2 电平或多电平脉冲,或输出任意波形。在使用仪器的 Segment ARB 模式时,各个电压段最短可以达到20 ns,每 个通道最多2048 个波形段,为构建波形、分析闪存设备和 其他非易失性存储技术提供了必要的灵活性。

5. 开关解决方案

将吉时利高速度、高完整性开关解决方案与测试测量结合在 一起。

4200A-CVIV 多通道开关

把各种测量集成到器件特性分析中最困难的问题之一,是每 种测量类型基本上都要求不同的线缆。

4200A-CVIV 多通道开关

选择与测量类型配套的线缆增强了测量完整性。但是,改变 每种测量类型的电缆耗时很长,许多用户只能接受次优结果。

4200A-CVIV 多通道开关连接示意图。

此外,在重新连接电缆时,用户会面临电缆重连不正确的风险,
进而导致错误,需要额外的调试时间。更糟糕的是,这些错误在很长时间内都可能注意不到。
另一种方式是使用能够切换 I-V 和 C-V 信号的远程开关,如吉时利 4200A-CVIV 多通道开关。
新型 4200A-CVIV 多通道开关在 I-V 测量和 C-V 测量之间自动切换。此外,C-V 测量可以移动到任何输出通道上,而不需重新布线。这种 4 通道开关允许用户在 I-V 和 C-V 测试期间保持相同的阻抗,可以把探针保留在晶圆测试站上。另外,用户不需要改变测试设置和电缆连接,从而增强测量的准确性。
内置显示器在近器件端提供了清晰的测试信息。

  • 查看实时测试状态
  • 通过 Clarius 软件自定义输出通道名称规范
  • 橡胶外圈支持在探针台上双向摆放
  • 能够旋转文字,用户可以按需放置开关位置

4225-RPM 远程预放/ 开关模块

对某些器件,要求进行多种类型的电测量,如脉冲式I-V、 DC I-V 和C-V 测试。这通常要求外部开关矩阵,能够把各 类信号切换到被测器件。选配的4225-RPM 远程前端放大器 / 开关模块可以在DC I-V、C-V 和脉冲式I-V 测量之间自动 切换,大大简化与器件的连接。

4225-RPM 远程前端放大器/ 开关模块。

用户可以在器件上执行所有电测量,而不必在每次测试时 断开和重连线缆,从而节省宝贵的测试时间,减少麻烦。

在使用4225-RPM 远程前端放大器/ 开关模块的连接图

4225-RPM 还作为前端放大器使用,扩大了PMU 上较低的 电流范围。这对某些器件特别重要,如二极管,这类器件比 普通器件电流要低几个数量级。下面显示了通过4225-RPM 远程前端放大器/ 开关进行的二极管脉冲式I-V 测量。其独 特的自动量程功能可以在进行脉冲式I-V 扫描期间自动选择 量程,用户不需要选择固定的量程,因此不会降低测量分辨率。

4225-RPM 为脉冲应用提供了更低的电流范围。

选配的多种测量性能电缆套件(4210-MMPC) 把4200A-SCS 参数分析仪连接到探针臂上。除不需要重新布线外,这个套 件还消除了由于连线错误或选用错误的电缆导致的测量错误, 有助于限度地提高信号保真度。

开关矩阵

4200A-SCS 有多种可选的开关矩阵配置。
6 插槽707B 和单插槽708B 半导体开关矩阵主机大大缩短了 指令的响应时间,其测试序列和整体系统吞吐量明显要快于 之前的主机设计。

708B 和707B 开关矩阵主机。

它们是专为半导体实验室和生产测试环境设计的,采用标准 三同轴连接器和电缆,提供了超低电流开关性能。

6. NBTI/PBTI 套件

在开发大规模的硅CMOS 晶体管时,建立正/ 负偏压温度不 稳定性(NBTI/PBTI) 模型是一个挑战。随着时间推移,NBTI 效应导致晶体管的阈值电压(VT) 发生漂移,亚阈值漏极电流 明显提高,严重影响晶体管的使用寿命和电路性能。

超快速BTI 套件支持单点测试、平滑扫描、三角形和步进扫描测量类型。

在器件开发期间,必须准确地建立这些效应模型,在工艺集 成和生产过程中必须监测这些效应。在BTI 特性分析期间, 晶体管会每隔一段时间施加压力并测试。但是,BTI 机制容 易发生松驰效应,也就说是在去掉压力的时点上,晶体管开 始恢复,退化会衰减。在松驰前分析退化效应需要使用超快 速I-V 技术。

4200-BTI-A 超快速BTI 套件是业内最XIAN进的NBTI/PBTI 测 试平台,提供了所需的一切,可以在*硅CMOS 技术上进 行完善的NBTI 和PBTI 测量,包括一个4225-PMU 超快速 I-V 模块、两个4225-RPM 远程前端放大器/ 开关、自动化 特性分析套件(ACS) 软件、超快速BTI 测试项目模块和线缆。 测试软件模块可以简便地定义压力定时、压力条件和各种测 量序列,包括单点Id 测试、On-The-Fly(OTF) 或ID-VG 扫描。 它可以测量恢复效应及退化效应,提供压力前和压力后测量 选项,其中包括4200A-SCS 的DC SMUs,执行准确的小信 号测量。

超快速BTI 测试软件模块支持单点测试、步进扫描、平滑扫 描和采样测量等类型。每种类型的定时由测试采样率和各个 测量设置确定。软件模块还可以控制测试序列中每个单元之 间的电压条件,即使在定义复杂的测试序列时,也能实现最 大的灵活性和易用性。

技术指标

除另行标注外,所有技术指标均为保障值。除另行标注外,所有技术指标均适用于所有型号。

1. 源测量单元

 4200-SMU
中等功率
4210-SMU
高功率
选配 4200-PA
远程前端放大器
电流 , 值100 mA1 A  扩展所有 SMU 的低电流测量范围
电压 , 值210 V210 V
功率2.1 W21 W

基本信息

四象限源/ 阱操作
每个SMU 上都有一个模数转换器
支持4 线连接(开尔文连接)
对数和线性测量扫描
4200A-SCS 主机可以支持最多9 个中等功率或高功率SMU 模块

输出接口

每个SMU 上三个迷你三同轴三同轴( 母头) 接口,用于Force、Sense 和Sense Lo 一个定制15 针D-Sub ( 母头) 接口,用于连接4200-PA

选配附件

4200-PA 远程预放模块

SMU 电流测量4

 电流量程1电压测量
分辨率3精度
±(% 读数 + 安培)
分辨率3精度±
(% 读数 + 安培)
4210-SMU
高功率SMU2
4210-SMU高功率SMU21 A21 V1 µA0.100% + 200 µA50 µA0.100% + 350 µA
100 mA210 V100 nA0.045% + 3 µA5 µA0.050% + 15 µA
4200-SMU
中等功率SMU2
100 mA21 V100 nA0.045% + 3 µA5 µA0.050% + 15 µA
10 mA210 V10 nA0.037% + 300 nA500 nA0.042% + 1.5 µA
1 mA210 V1 nA0.035% + 30 nA50 nA0.040% + 150 nA
100 µA210 V100 pA0.033% + 3 nA5 nA0.038% + 15 nA
10 µA210 V10 pA0.050% + 600 pA500 pA0.060% + 1.5 nA
1 µA210 V1 pA0.050% + 100 pA50 pA0.060% + 200 pA
100 nA210 V100 fA0.050% + 30 pA5 pA0.060% + 30 pA
4200-SMU 和4210-SMU加选配4200-PA前端放大器10 nA210 V10 fA0.050% + 1 pA500 fA0.060% + 3 pA
1 nA210 V1 fA0.050% + 100 fA50 fA0.060% + 300 fA
100 pA210 V300 aA0.100% + 30 fA15 fA0.100% + 80 fA
10 pA210 V100 aA0.500% + 15 fA5 fA0.500% + 50 fA
1 pA210 V10 aA1.000% + 10 fA1.5 fA1.000% + 40 fA
限压值:双极性限压值设置,可以设置所选电压量程的10% 到满量程区间任意值。

1. 所有量程扩展到满量程的 105%。
2. 这些量程的技术指标在有或没有 4200-PA 时均适用。
3. 显示分辨率受到基础噪声极限限制。测得分辨率在每个量程上为 6 位半。源分辨率在每个量程上为 4 位半。
4. 测量精度和源精度是在下述条件下使用标配电缆时给出的。

  • 23℃ ±5℃,校准后一年内,相对湿度 5%~60%,预热 30 分钟后。
  • 速度设置为 NORMAL。

SMU 电压测量3

电压范围 1电流测量
   4200-SMU  4210-SMU  分辨率 2精度
±(% 读数 + 伏特 )
  分辨率 2精度
±(% 读数 + 伏特 )
200 V10.5 mA105 mA200 µV0.015% + 3 mV5 mV0.02% + 15 mV
20 V105 mA1.05 A20 µV0.01% + 1 mV500 µV0.02% + 1.5 mV
2 V105 mA1.05 A2 µV0.012% + 150 µV50 µV0.02% + 300 µV
200 mV105 mA1.05 A0.2 µV0.012% + 100 µV5 µV0.02% + 150 µV
限流值:双极性限流值设置,可以设置所选电流量程的10% 到满量程区间任意值。

1. 所有量程扩展到满量程的105%。
2. 这些技术指标在有或没有4200-PA 时均适用。
3. 测量精度和源精度是在下述条件下使用标配电缆时给出的。

  • 23℃±5℃,校准后一年内,相对湿度 5%~60%,预热30分钟后。
  • 速度设置为 NORMAL。
  • 有保护的 Kelvin连接。所有量程扩展到满量程的 105%。

电压监测模式

高阻抗电压表模式的设置为0 A 电流源输出。

精度和分辨率

  电压范围  测量分辨率测量精度
±(% 读数 + 伏特 )
200 V200 mV0.015% + 3 mV
20 V20 mV0.01% + 1 mV
2 V2 mV0.012% + 110 mV
200 mV0.2 mV0.012% + 80 mV

输入阻抗

1013W

输入泄漏电流

30 pA

测量噪声

0.02%* 测量量程(rms)。

差分电压监测

使用VMU 模式的两个SMUs,或使用每个SMU 提供的低传感端子。

SMU 补充信息

补充信息没有保证,但提供了与4200-SMU、4210-SMU 仪器有关的实用信息。

限制值精度

限压值精度与电压源技术指标*
限流值精度与电流源技术指标*

过冲

0.1% 典型值

电压

满刻度步进, 阻性负载和10mA 范围

电流

1 mA 步进, RL = 10 kW, 20 V 范围

量程瞬态变化

电压量程

200 mV

电流量程

200 mV

温度和湿度对精度的影响

精度指标乘以下面其中一个系数,具体视环境温度和湿度而定。

温度% 相对湿度
5-6060-80
10° -18℃×3×3
18° -28℃×1×3
28° -40℃×3×5

4 线连接端(Remote Sense)

与FORCE 端子并联<10Ω,FORCE 端子和SENSE 端子之间的压差不超过5 V COMMON 和SENSE LO 之间±30 V。

负载电容

10 nF

Guard 偏置电压

FORCE 与Gurad 不超过 3 mV

Guard 输出阻抗

100 kΩ

Guard 电容

1500 pF

屏蔽电容

3300 pF

4200-SMU 和4210-SMU 输入阻抗(Force 到Common)

>1012Ω (100 nA-1 µA 范围)

屏蔽电容

>1016Ω (1 pA 和10 pA 范围), >1013Ω (100 pA-100 nA 范围)

噪声特性( 典型值)

电压源 (rms)

0.01% 的输出量程

电流源 (rms)

0.1% 的输出量程

电压测量(p-p)

0.02% 的测量量程

电流测量 (p-p)

0.2% 的测量量程

 

上升速率

0.2 V/µs

DC 浮地电压

Common 端相对机箱地电压±32V

2. SMU 前端放大器模块

通过增加选配的4200-PA 前端放大器,可以扩展任何SMU 的低电流测量功能。通过在任一SMU 型号中有效增加五个电流范围, 前端放大器提供了0.1fA 分辨率。前端放大器模块与系统无缝集成;对用户来说,SMU 看上去只是提供了额外的低电流测试量程。

4200-PA 基本信息

安装

本地

前端放大器预装在4200A-SCS 后面板上,用于本地操作。

远程

用户可以从背面拆下前端放大器,放在远程位置( 如在不透光的夹具盒或在探针台内),以消除由于长电缆导致的测量问题。

输入接口

一个定制接口,15 针,D-Sub ( 公头)

输出接口

两个三同轴接口( 母头)

外观尺寸

.079 英寸宽 x 4.4 英寸深 x 2.2 英寸高(2 cm 宽 x 11.3 cm 深 x 5.6 cm 高)

重量

4.8 盎司(136 克)

使用4200-PA 前端放大器进行SMU 电流测量4

 电流量程1电压测量
分辨率3精度
±(% 读数 + 安培)
分辨率3精度±
(% 读数 + 安培)
4210-SMU
高功率SMU2
4210-SMU高功率SMU21 A21 V1 µA0.100% + 200 µA50 µA0.100% + 350 µA
100 mA210 V100 nA0.045% + 3 µA5 µA0.050% + 15 µA
4200-SMU
中等功率SMU2
100 mA21 V100 nA0.045% + 3 µA5 µA0.050% + 15 µA
10 mA210 V10 nA0.037% + 300 nA500 nA0.042% + 1.5 µA
1 mA210 V1 nA0.035% + 30 nA50 nA0.040% + 150 nA
100 µA210 V100 pA0.033% + 3 nA5 nA0.038% + 15 nA
10 µA210 V10 pA0.050% + 600 pA500 pA0.060% + 1.5 nA
1 µA210 V1 pA0.050% + 100 pA50 pA0.060% + 200 pA
100 nA210 V100 fA0.050% + 30 pA5 pA0.060% + 30 pA
4200-SMU 和4210-SMU加选配4200-PA前端放大器10 nA210 V10 fA0.050% + 1 pA500 fA0.060% + 3 pA
1 nA210 V1 fA0.050% + 100 fA50 fA0.060% + 300 fA
100 pA210 V300 aA0.100% + 30 fA15 fA0.100% + 80 fA
10 pA210 V100 aA0.500% + 15 fA5 fA0.500% + 50 fA
1 pA210 V10 aA1.000% + 10 fA1.5 fA1.000% + 40 fA
限压值:双极性限压值设置,可以设置所选电压量程的10% 到满量程区间任意值。

1. 所有量程扩展到满量程的 105%。
2. 这些量程的技术指标在有或没有 4200-PA 时均适用。
3. 显示分辨率受到基础噪声极限限制。测得分辨率在每个量程上为 6 位半。源分辨率在每个量程上为 4 位半。
4. 测量精度和源精度是在下述条件下使用标配电缆时给出的。

  • 23℃ ±5℃,校准后一年内,相对湿度 5%~60%,预热 30 分钟后。
  • 速度设置为 NORMAL。

3. 多频率电容- 电压单元

4210-CVU 基本信息

测量配置

四端子对,High POT,High CUR,Low POT,Low CUR

输出接口

四个SMA 接口( 母头)

标配电缆

100Ω, SMA ( 公头) 到SMA ( 公头), 1.5 m, 4 根

选配电缆

100Ω, SMA ( 公头) 到SMA ( 公头), 3 m

测量功能

测量参数

CP-G, CP-D, CS-RS, CS-D, R-jX, Z-theta

量程

自动和固定

测试速度

Fast, Normal, Quiet, 和自定义

测试信号

频率范围

1 kHz ~ 10 MHz

最小分辨率

1 kHz, 10 kHz, 100 kHz, 1 MHz, 视频率量程而定

源频率精度

±0.1%

信号输出电平范围

10 mV rms ~ 100 mV rms

分辨率

1 mV rms

精度

±(10.0% + 1 mV rms) 无负载时( 在后面板)

输出阻抗

100Ω, 典型值

DC 偏置功能

DC 电压偏置范围

±30 V (60 V 差分)

DC 电压偏置分辨率

1.0 mV

DC 电压偏置精度

±(0.5% + 5.0 mV) 无负载时

DC 电流

10 mA

扫描特性

提供的扫描参数

DC 偏置电压, 频率, AC 电压

扫描类型

线性, 自定义

扫描方向

向上扫描, 向下扫描

测量点数

4096

测量精度4

C/G 测量精度实例

频率测量的电容C 精度 1G 精度 1, 2
10 MHz 31 pF±0.92%±590 ns
10 pF±0.32%±1.8 µs
100 pF±0.29%±17 µs
1 nF±0.35%±99 µs
1 MHz1 pF±1.17%±64 ns
10 pF±0.19%±65 ns
100 pF±0.10%±610 ns
1 nF±0.09%±4 µs
100 kHz10 pF±0.31%±28 ns
100 pF±0.18%±59 ns
1 nF±0.10%±450 ns
10 nF±0.10%±3 µs
10 kHz100 pF±0.31%±15 ns
1 nF±0.15%±66 ns
10 nF±0.08%±450 ns
100 nF±0.10%±3 µs
1 kHz1 nF±0.82%±40 ns
10 nF±0.40%±120 ns
100 nF±0.10%±500 ns
1 µF±0.15%±10 µs

1. 电容和电导测量精度是在下述条件下给出的:DX < 0.1。
2. 电导精度为参考的电容上测量的电导。
3. 这些指标是典型值,非保证值,适用于23℃,仅供参考。
4. 积分时间:10 kHz 以下时为1 s 或10 s。测试信号电平: 30 mV rms。在4210-CVU 的后面板上。
所有技术数据适用于23℃ ±5℃、校准后一年以内、相对湿度5%~60%、预热30 分钟后。

CVU 电缆补充技术指标3

这些指标是典型值,非保证值,适用于23℃,仅供参考。

4210-CVU 典型电容精度,1.5m 电缆( 补充)

测得电容1 kHz10 kHz100 kHz1 MHz10 MHz
1 pF-±8.38%±1.95%±0.43%-
10 pF-±0.94%±0.21%±0.18%±1%
100 pF-±0.29%±0.20%±0.15%±1%
1 nF±0.72%±0.17%±0.12%±0.16%±2%
10 nF±0.28%±0.12%±0.13%±0.55%-
100 nF±0.12%±0.13%±0.22%±1.14%-
1 mF±0.17%±0.21%---

4210-CVU 典型电容精度,3m 电缆( 补充)

测得电容1 kHz10 kHz100 kHz1 MHz10 MHz
1 pF-±8.5 %±2.05%±0.57%-
10 pF-±0.96%±0.23%±0.21%-
100 pF-±0.29%±0.20%±0.17%-
1 nF±0.72%±0.17%±0.12%±0.18%-
10 nF±0.28%±0.12%±0.13%±0.65%-
100 nF±0.12%±0.13%±0.22%±1.16%-
1 mF±0.17%±0.21%---

1. 电容和电导测量精度是在下述条件下的:DX < 0.1。
2. 电导精度为参考的电容上测量的电导。
3. 这些指标是典型值,非保证值,适用于23℃,仅供参考。
4. 积分时间:10 kHz 以下时为1 s 或10 s。测试信号电平: 30 mV rms。在4210-CVU 的后面板上。所有技术数据适用于23℃
±5℃、校准后一年以内、相对湿度5%~60%、预热30 分钟后。

4. CV-IV 多通道开关模块

I-V/C-V 多通道开关自动在I-V 测量和C-V 测量之间切换。此外,C-V 测量可以 在不同端口间自动切换,而不需重新布线。用户可以配置每个通道,使用4200- PA 前端放大器或标准电流分辨率时,选择SMU 直传模块4200A-CVIV-SPT 保证 低电流测量精度。

4200A-CVIV 基本信息

输入接口

4200-PA 前端放大器:自定义, 15 针, D-Sub ( 公头)
4200-CVIV-SPT SMU 直传模块:每个模块两个三同轴接口( 母头)
CVU:四个SMA 接口( 母头)

输出接口

8 个三同轴接口( 母头)

外观尺寸

19.8 cm 宽 x 14.2 cm 高 x 11.1 cm 深
(7.8 英寸宽 x 5.6 英寸高 x 4.4 英寸深)

重量

1.5 公斤(3.3 磅)

供电

通过USB 电缆连接至4200A-SCS 主机

输出通道

可以配置最多4 个通道

电压

210 V

电流

1A

SMU 通道

 采用 4200-PA采用 4200A-CVIV-SPT
偏置电流<100 fA< 1pA
偏置电压<100mV<100mV
并联电阻>1e15W>1e14W
DC 输出电阻 (2 线 )1.5W1.5W
DC 输出电阻 (4 线 )<100 mW<100 mW

SMU 通道

AC 输出阻抗

100Ω, 典型值( 中间芯线到外部屏蔽层)

精度, 典型值

参阅下表

CVU DC 偏置功能

范围

±30V @ 10 mA 值(60V 差分)

分辨率

1 mV

其他误差( 对CVU 偏置功能)

<50µV

DC 输出电阻(4 线)

<100 mΩ

4210-CVU 连接到4200A-CVIV 多通道开关的典型精度,除另外标注外均为2 线模式1,3

测得电容1 kHz10 kHz100 kHz1 MHz
1 pF未指明±9.0%±2.2%±0.7%
10 pF未指明±1.0%±0.5%±0.5%
100 pF未指明±0.5%±0.5%±0.5%
1 nF±0.8%±0.5%±0.5%±0.5% 2
10 nF±0.5%±0.5%±0.5%±0.75% 2
100 nF±0.5%±0.5%±0.5%±1.25% 2
1mF±0.5%±0.5%未指明未指明

1. CVU 补偿时间不超过一个月内有效。
2. 4 线模式下;低阻抗器件推荐使用4 线测试。
3. 上述技术数据是典型值,非保证值,适用于25℃,仅供参考。

5. 超快速脉冲测量单元

2 通道4225-PMU 同时提供了超快速电压波形发生器及电压电流同步快速测试功能。

4225-PMU 基本信息

输出接口

四个SMA 接口( 母头) 和两个HDMI 接口

提供的电缆

SMA( 公头) 到SMA ( 公头), 2m, 每台4 根(CA-404B)
SMA 到SSMC Y 型电缆, 6 英寸(15 cm), 每台2 根(4200-PRB-C)

选配附件

4225-RPM 单通道, 远程前端放大器/ 开关模块

PMU 电流测量

定时参数,有和没有4225-RPM 远程前端放大器/ 开关模块时的典型值

 10 V 量程40 V 量程
电流测量量程10 mA200 mA100mA10 mA800 mA
推荐最小脉冲宽度 2160 ns70 ns6.4ms770 ns770 ns
推荐最小测量窗口 220 ns20 ns1ms100 ns100 ns
推荐最小跳变时间 320 ns20 ns1ms100 ns100 ns
噪声 415mA50mA75 nA5mA200mA
稳定时间 5100 ns30 ns4ms500 ns500 ns

1. 所有典型值都使用开路测得。
2. 使用75%~90% 的脉冲顶部默认测量窗口。推荐最小脉冲宽度 = ( 稳定时间) / 75%。
3. 推荐上升/ 下降时间,使过冲达到最小。
4. 电压或电流量程一定时推荐最小测量窗口上测得的RMS 噪声,典型值。
5. 信号稳定到DC 精度电平所需的时间。( 例:10mA 电流量程在PMU 10V 量程下的稳定时间定义为信号稳定到最终值的1.25%范围内所需时间。计算公式:精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。

定时参数,使用4225-RPM 远程前端放大器/ 开关模块时的典型值1

电流测量量程      
100 nA1mA10mA100mA1 mA10 mA 
推荐最小脉冲宽度 2134ms20.4ms8.36ms1.04ms370 ns160 ns
推荐最小测量窗口 210ms1.64ms1ms130 ns40 ns20 ns
推荐最小跳变时间 31ms360 ns360 ns40 ns30 ns20 ns
噪声 4200 pA2 nA5 nA50 nA300 nA1.5mA
稳定时间 5100ms15ms6 μs750 ns250 ns100 ns

1. 所有典型值都使用开路测得。
2. 使用75%~90% 的脉冲顶部默认测量窗口。推荐最小脉冲宽度 = ( 稳定时间) / 75%。
3. 推荐上升/ 下降时间,使过冲达到最小。
4. 电压或电流量程一定时推荐最小测量窗口上测得的RMS 噪声,典型值。
5. 信号稳定到DC 精度电平所需的时间。( 例:10mA 电流量程在PMU 10V 量程下的稳定时间定义为信号稳定到最终值的1.25% 范围内所需时间。计算公式:精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。

PMU 电流测量精度

仅4225-PMU

 10 V 量程40 V 量程
电流测量量程10 mA200 mA100 mA10 mA800 mA
精度 (DC)±(0.25% + 100 mA)±(0.25% + 250 mA)±(0.25% + 1mA)±(0.5% + 100mA)±(0.25% + 3 mA)

4225-PMU 和RPM 组合

 10 V 量程
电流测量量程100 nA1mA10mA100mA1 mA10 mA
精度 (DC)±(0.5% + 1 nA)±(0.5% + 1 nA)±(0.5% + 30 nA)±(0.5% + 100 nA)±(0.5% + 1mA)±(0.5% +10mA)

PMU 电压测量

定时参数, 典型值1

 4225-PMU4225-RPM
电压测量量程10 V40 V10 V
推荐最小脉冲宽度 270 ns150 ns160 ns
推荐最小测量窗口 220 ns20 ns20 ns
推荐最小跳变时间 320 ns100 ns20 ns
噪声 42 mV8 mV1 mV
稳定时间 530 ns30 ns100 ns

1. 所有典型值都使用开路测得。
2. 使用75%~90% 的脉冲顶部默认测量窗口。推荐最小脉冲宽度 = ( 稳定时间) / 75%。
3. 推荐上升/ 下降时间,使过冲达到最小。
4. 电压或电流量程一定时推荐最小测量窗口上测得的RMS 噪声,典型值。
5. 信号稳定到DC 精度电平所需的时间。( 例:10mA 电流量程在PMU 10V 量程下的稳定时间定义为信号稳定到最终值的1.25%范围内所需时间。计算公式:精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。

PMU 电压精度

 ±10 V PMU±40 V PMU±10 V RPM
精度 (DC)±(0.25% + 10 mV)±(0.25% + 40 mV)±(0.25% + 10 mV)

电压和电流, 值1

 10V 量程40V 量程
电阻 2电压 2电流 2电压 2电流 2
1 Ω0.196 V196 mA0.784 V784 mA
5 Ω0.909 V182 mA3.64 V727 mA
10 Ω1.67 V167 mA6.67 V667 mA
25 Ω3.33 V133 mA13.3 V533 mA
50 Ω5.00 V100 mA20.0 V400 mA
100 Ω6.67 V66.7 mA26.7 V267 mA
250 Ω8.33 V33.3 mA33.3 V133 mA
1 kΩ9.52 V9.5 mA38.1 V38.1 mA
10 kΩ9.95 V995 mA39.8 V3.98 mA

1. 计算任何负载电阻上得到的电流和电压:
IMAX = 电压量程/(50W + 电阻)
VMAX = IMAX - 电阻
其中:电阻是连接到PMU 或PGU 通道的总电阻,电压量程为10 或40。例:采用10 V 量程 R= 10W (DUT 阻值 + 互连阻值)
VMAX = IMAX - R = 0.167 - 10 = 1.67 V
2. 脉冲输出接口上典型的值。电阻是连接到脉冲输出接口的总电阻,包括器件和互连电阻。

PMU 脉冲/ 幅值1,2

  10 V 量程40 V 量程
VOUT50Ω 至 1 MΩ-10 V ~ +10 V-40 V ~ +40 V
VOUT50Ω 至 50Ω-5 V ~ +5 V-20 V ~ +20 V
精度 ±(0.5% + 10 mV)±(0.2% + 20 mV)
分辨率50Ω 至 50Ω<250 mV<750 mV
50Ω 至 1 MΩ<0.05 mV<1.5 mV
过冲/ 预冲/ 振铃 350Ω 至 50Ω±(3% + 20 mV)±(3% + 80 mV)
50Ω 至 50Ω, 最HAO情况典型值±(2% + 20 mV)±(0.8% + 40 mV)
基线噪声 ±(0.3% + 1 mV) RMS 典型值±(0.1% + 5 mV) RMS 典型值
源阻抗 50Ω 标称值50Ω 标称值
电流至 50Ω 负载( 在满量程时) ±100 mA 典型值±400 mA 典型值
短路电流 ±200 mA±800 mA
输出限制保护 可编程极限,保护被测器件

1. 除另外指明外,所有技术数据均假设采用50W 端接。
2. 幅值指标适用于10 V 源量程50 ns 的典型稳定时间后( 在转换后),40 V 源量程500 ns 的典型稳定时间后( 转换后),负载均为50W。
3. 对10 V 源范围,跳变时间为20 ns (0%-100%);对40 V 源范围,跳变时间为100 ns (0%-100%)。

PMU 脉冲定时

 10 V 量程仅源10 V 量程带测量40 V 量程仅源40 V 范围带测量
频率范围1 Hz ~ 50 MHz1 Hz ~ 8.3 MHz1 Hz ~ 10 MHz1 Hz ~ 3.5 MHz
定时分辨率10 ns10 ns10 ns10 ns
RMS 抖动 ( 时间周期 ,
宽度 ), 典型值
0.01% + 200 ps0.01% + 200 ps0.01% + 200 ps0.01% + 200 ps
周期范围20 ns ~ 1 s120 ns ~ 1 s100 ns ~ 1s280 ns ~ 1s
精度±1%±1%±1%±1%
脉冲宽度范围10 ns ~
( 周期 -10 ns)
60 ns ~
( 周期 -10 ns)
50 ns ~
( 周期 -10 ns)
140 ns ~  ( 周期 -10 ns)
精度±(1% + 200 ps)±(1% + 200 ps)±(1% + 5 ns)±(1% + 5 ns)
可编程跳变时间
(0%-100%)
10 ns ~ 33 ms20 ns ~ 33 ms30 ns ~ 33 ms 1100 ns ~ 33 ms
跳变上升速率精度±1%( 跳变 > 100 ns)±1%( 跳变 > 100 ns)±1%( 跳变 > 1 μs)±1%( 跳变 > 100 ns)
固态继电器开 / 关时间25ms25ms25ms25ms

1. 在电压<10 V 时,40V 范围最小可编程跳变时间( 仅源) 为30ns;在电压>10 V 时,为100 ns。

电压源, 最HAO性能

在采用4225-PMU 作为纯电压源时( 不测量电压或电流),定时性能会得到改进。下面更清楚地阐述了作为电压源使用时的最 HAO性能,这是在最YOU条件下实现的。这些数据不应理解为保障值。

 10V 量程40V 量程
上升时间<10 ns50 ns ~ 10 V, 100 ns ~ 40 V
脉冲宽度10 ns (FWHM)50 ns (FWHM)
周期20 ns100 NS
过冲/ 下冲/ 振铃±(2% + 20 mV)±(0.5% + 40 V)

触发

触发输出阻抗

50Ω

触发输出电平

TTL

触发输入阻抗

10 k

触发输入电平

TTL

触发输入跳变定时,值

<100 ns

触发输入到脉冲输出延迟

400 ns

触发同步/ 抖动1

<2 ns

Segment ARB® 和定时

Segment ARB 功能适用于4225-PMU 和4220-PGU,适用于有或没有4225-RPM 远程前端放大器/ 开关模块的情况。

段数2

2048

序列数2

512

序列循环数

1012

每段时间

20 ns ~ 40 s

段定时分辨率

10 ns

每段的控制参数

开始电压
停止电压
持续时间
测量窗口( 仅PMU 或PMU+RPM)
测量类型( 仅PMU 或PMU+RPM)

RMS 抖动( 段)

0.01% + 200 ps 典型值

1. 对一台4200A-SCS 机箱中有多张4225-PMU 或4220-PGU 卡。
2. 每个通道。

6. 脉冲发生器单元

在不需要脉冲测量时,2 通道纯电压脉冲发生器为4225-PMU 超快速脉冲测量单元提供了经济的替代方案。

4220-PGU 基本信息

输出接口

四个SMA 接口( 母头)

标配电缆

SMA ( 公头) 到SMA( 公头), 2 m, 每台4 根(CA-404B)
SMA ( 公头) 到SSMC Y 型电缆, 15 cm (6 英寸), 每台2 根(4200-PRB-C)

脉冲/ 电平1,2

  10V 量程40V 量程
VOUT50Ω 至 1 MΩ-10 V ~ +10 V-40 V ~ +40 V
VOUT50Ω 至 50Ω-5 V ~ +5 V-20 V ~ +20 V
精度-±(0.5% + 10 mV)±(0.2% + 20 mV)
分辨率50Ω 至 50Ω<250mV<750mV
50Ω 至 1 MΩ<0.5 mV<1.5 mV
过冲/ 下冲/ 振铃 350Ω 至 50Ω±(3% + 20 mV)±(3% + 80 mV)
50Ω 至 50Ω, 最HAO情况典型值±(2% + 20 mV)±(0.8% + 40 mV)
基线噪声-±(0.3% + 1 mV) RMS 典型值±(0.1% + 5 mV) RMS 典型值
源阻抗-50Ω 标称值50Ω 标称值
电流至 50Ω 负载
( 在满量程时 )
-±100 mA 典型值±400 mA 典型值
短路电流-±200 mA±800 mA
输出限制保护-可编程极限,保护被测器件

1. 除另行指明外,所有技术数据均假设50W 端接。
2. 电平指标适用于10 V 源量程50 ns 的典型稳定时间后( 在转换后),40 V 源量程500 ns 的典型稳定时间后( 转换后),负载均为50W。
3. 对10 V 源范围,跳变时间为20 ns (0%-100%);对40 V 源范围,跳变时间为100 ns (0%-100%)。

脉冲定时

 10 V 量程,
仅源
40 V 量程,
仅源
频率范围1 Hz ~ 50 MHz1 Hz ~ 10 MHz
定时分辨率10 ns10 ns
RMS 抖动 ( 时间周期 , 宽度 ), 典型值0.01% + 200 ps0.01% + 200 ps
周期范围20 ns ~ 1 s100 ns ~ 1s
精度±1%±1%
脉冲宽度范围10 ns ~ ( 周期 -10 ns)50 ns ~ ( 周期 -10 ns)
精度±(1% + 200 ps)±(1% + 5 ns)
可编程跳变时间 (0%-100%)10 ns ~ 33 ms30 ns ~ 33 ms 1
跳变上升速率精度±1%
( 跳变 > 100 ns)
±1%( 跳变 > 1 ms)
固态继电器开 / 闭时间25 ms25 ms

1. 对10 V 源范围,跳变时间为30 ns;对>10 V 源范围,跳变时间为100 ns。

电压源, 最HAO性能

在采用4225-PMU 作为纯电压源时( 不测量电压或电流),定时性能会得到改进。下面更清楚地阐述了作为电压源使用时的最HAO性能,这是在最YOU条件下实现的。这些数据不应理解为保障值。

 10V 量程40V 量程
上升时间<10 ns50 ns ~ 10 V, 100 ns ~ 40 V
脉冲宽度10 ns (FWHM)50 ns (FWHM)
周期20 ns100 NS
过冲/ 下冲/ 振铃±(2% + 20 mV)±(0.5% + 40 V)

触发输出阻抗

50Ω

触发输出电平

TTL

触发输入阻抗

10 k

触发输入电平

TTL

触发输入跳变定时,值

<100 ns

触发输入到脉冲输出延迟

400 ns

触发同步/ 抖动1

<2 ns

Segment ARB® 和定时

Segment ARB 功能适用于4225-PMU 和4220-PGU,适用于有或没有4225-RPM 远程前端放大器/ 开关模块的情况。

段数2

2048

序列数2

512

序列循环数

1012

每段时间

20 ns ~ 40 s

段定时分辨率

10 ns

每段的控制参数

开始电压
停止电压
持续时间
测量窗口( 仅PMU 或PMU+RPM)
测量类型( 仅PMU 或PMU+RPM)

RMS 抖动( 段)

0.01% + 200 ps 典型值

1. 适用于一个4200A-SCS 机箱中的多张4225-PMU 或4220-PGU 卡。

7. 远程前端放大器/ 开关模块

4225-RPM 可以在I-V 测量、C-V 测量和脉冲式I-V 测量之间自动切换,允许选 择相应的测量,而不需对测试设置重新布线。此外,RPM 扩展了4225-PMU 脉冲 测量模块的电流量程。

4225-RPM 基本信息

输入

三个输入。SMU Force, SMU Sense, CVU Pot, CVU Cur, RPM Control

输出

一个通道

输入接口

三同轴接口( 母头), 两个SMA 接口( 母头), 两个HDMI

输出接口

三同轴接口( 母头), 两个

外观尺寸

1.34 英寸宽 x 4.9 英寸深 x 3.0 英寸高(3.4 cm 宽 x 12.5 cm 深 x 7.6 cm 高)

带底座时外观尺寸

1.34 英寸宽 x 4.9 英寸深 x 3.8 英寸高(3.4 cm 宽 x 12.5 cm 深 x 9.6 cm 高)

重量

8.6 盎司(245 克) ( 带底座时: 13.4 盎司(381 克))

选配附件

磁性底座
真空底座

RPM 电流测量

定时参数, 带有4225-PMU 和4225-RPM 远程前端放大器/ 开关模块的典型值

电流测量量程100 nA1mA10mA100mA1 mA10 mA
推荐最小脉冲宽度 2134ms20.4ms8.36ms1.04ms370 ns160 ns
推荐最小测量窗口 210 ms1.64ms1ms130 ns40 ns20 ns
推荐最小跳变时间 31ms360 ns360 ns40 ns30 ns20 ns
噪声 4200 pA2 nA5 nA50 nA300 nA1.5mA
稳定时间 5100ms15ms6ms750 ns250 ns100 ns

1. 所有典型值都使用开路测得。
2. 使用75%~90% 的脉冲顶部默认测量窗口。推荐最小脉冲宽度 = ( 稳定时间) / 75%。
3. 推荐上升/ 下降时间,使过冲达到最小。
4. 电压或电流量程一定时推荐最小测量窗口上测得的RMS 噪声,典型值。
5. 信号稳定到DC 精度电平所需的时间。( 例:10mA 电流量程在PMU 10V 量程下的稳定时间定义为信号稳定到最终值的1.25%范围内所需时间。计算公式:精度 = 0.25% + 100 μA = 0.25% + (100 μA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。

电流测量精度

4225-PMU 和RPM 组合

 10 V 范围
电流测量范围100 nA1mA10mA100mA1 mA10 mA
精度 (DC)±(0.5% + 1 nA)±(0.5% + 1 nA)±(0.5% + 30 nA)±(0.5% + 100 nA)±(0.5% + 1mA)±(0.5% +10mA)

脉冲/ 电平1

脉冲 / 电平 14225-PMU 及 4225-RPM
VOUT-10 V ~ + 10 V
到开路负载的精度 2±(0.5% ± 10 mV)
分辨率< .05mV
基线噪声±(0.39% ± 1 mV) RMS 典型值
过冲/ 下冲/ 振铃 3± 2% 的幅度 ± 20 mV

1. 在4225-PMU 和4225-RPM 远程前端放大器/ 开关模块之间使用2m RPM 互加电缆时4225-RPM 三同轴输出接口处的性能。
2. 100mV ~ 10V。
3. 典型值, 跳变时间100ns (0% - 100%)。

使用4225-PMU 进行RPM 电压测量

定时参数, 典型值1

 4225-RPM
电压测量范围10 V
推荐最小脉冲宽度 2160 ns
推荐最小测量窗口 220 ns
推荐最小跳变时间 320 ns
噪声 41 mV
稳定时间 5100 ns

1. 所有典型值都使用开路测得。
2. 使用75%~90% 的脉冲顶部默认测量窗口。推荐最小脉冲宽度 = ( 稳定时间) / 75%。
3. 推荐上升/ 下降时间,使过冲达到最小。
4. 电压或电流量程一定时推荐最小测量窗口上测得的RMS 噪声,典型值。
5. 信号稳定到DC 精度电平所需的时间。( 例:10mA 电流量程在PMU 10V 量程下的稳定时间定义为信号稳定到最终值的1.25%范围内所需时间。计算公式:精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100 mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。

8. 开关矩阵配置

超低电流/ 本地传感配置(4200-UL-LS-XX)

超低电流/ 本地传感开关配置采用吉时利7174A 低电流矩阵卡(带有707B 或708B 开关矩阵)构建,是为要求高质量、高性 能I-V 和C-V 信号开关的半导体研究、开发和生产应用设计的。这种配置提供了8 个仪器输入,支持最多72 个输出引脚, 典型偏置电流仅10 fA。

整体信息 (4200-UL-LS-XX)

接口类型

3 槽三同轴

信号电平

200 V, 1 A

偏置电流

<1 pA ( 行A-B)

泄漏电流

0.01 pA/V

3 dB 带宽

30MHz 典型值

4200-LC-LS-12/B 或-12/707B

1 台708B ( 或707B) 开关主机
1 个7072 矩阵开关卡
12 根4200-TRX-3 电缆
1 根7007-1 IEEE-488 电缆
2 个7078-TRX-BNC 转接头

4200-LC-LS-24/B 或-36B, -48B, -60B, -72B

1 台707B 开关主机
每12 针1 个7072 矩阵开关卡
每12 针12 根4200-TRX-3 电缆
1 根7007-1 IEEE-488 电缆
2 个7078-TRX-BNC 转接头

707B 6 插槽半导体开关矩阵主机

708B 单插槽半导体开关矩阵主机

低电流/ 本地传感配置(4200-LC-LS-XX)

低电流/ 本地传感开关配置采用吉时利7072 半导体矩阵卡构建,是为要求优异质量的I-V 和C-V 信号的半导体应用专门设计 的。这种配置提供了8 个仪器输入,支持最多72 个输出引脚,偏置电流不到1 pA。

整体信息(4200-LC-LS-XX)

连接器类型

3 蝶阀三轴电缆连接器

信号电平

200 V, 1 A

偏置电流

<1 pA ( 第A-B 行)

泄漏电流

0.1 pA/V

3 dB 带宽

5 MHz 典型值( 第G-H 行)

4200-UL-LS-12/B 或-12/707B

1 台708B ( 或707B) 开关主机
1 个7174A 开关卡
每12 针12 根4200-TRX-3 电缆
1 根7007-1 IEEE-488 电缆
2 个7078-TRX-BNC 转接头

4200-LC-LS-24/B, -36/B, -48/B, -60/B, -72/B

1 台707B 开关主机
每12 针1 张7072 矩阵开关卡
每12 针12 条4200-TRX-3 电缆
1 条7007-1 IEEE-488 电缆
2 个7078-TRX-BNC 转接头

9. NBTI/PBTI 套件

4200-BTI-A 套件同时提供了吉时利高级DC I-V 和超快速I-V 测量功能及自动测试执行软件,提供了半导体测试行业内最XIAN进的NBTI/PBTI 测试平台。

4200-BTI-A 超快速NBTI/PBTI

4200-BTI-A 套件包括在*硅CMOS 技术上进行最完善的NBTI 和PBTI 测量所需的全部仪器、互连和软件。

Model 4200-BTI-A

提供了单机集成解决方案中最JIA

把DC I-V 和超快速I-V 测量简便集成到加压前和加压后测量序列中。
使用AC 或DC 压力分析退化和恢复特性。
在较长的压力测量序列中包括单脉冲电荷阱陷(SPCT) 测量。

4200-BTI-A 超快速NBTI/PBTI 包括:

1 个4225-PMU 超快速I-V 模块
2 个4225-RPM 远程前端放大器/ 开关模块
自动化特性分析套件(ACS) 软件
超快速BTI 测试项目模块
线缆

使用8 个SMU 对20 个器件进行并行HCI 和NBTI 测试的实例。公共端子使用单独的接地单元(GNDU)。

10. Clarius+ 软件

Clarius+ 软件为运行和维护4200A-SCS 参数分析仪提供了各种工具。

自带的软件模块

Clarius

用来测试和分析器件、材料和工艺特点的图形用户界面。Clarius 软件提供了统一测量界面,引导您完成复杂的特性分析测试,您可以把重点放在研发项目上。

吉时利用户库工具(KULT)

协助测试工程师创建自定义测试程序,使用现有的吉时利和第三方C 语言子例程库。用户可以编辑和汇编子例程,然后把子例程库与KITE 集成在一起,允许4200A-SCS 从一个用户界面控制整个测试机架。要求选配4200-Compiler。

吉时利外部控制接口(KXCI)

通过GPIB 总线从外部计算机控制4200A-SCS。

吉时利配置工具(KCon)

允许测试工程师配置连接到4200A-SCS 的GPIB 仪器、开关矩阵和探针台。同时还提 供了一些诊断工具。

KPulase

一个图形用户界面,无需编程,用来配置和控制安装的4225-PMU 或4220-PGU 脉冲 发生器模块。它用于快速测试,与其他4200A-SCS 测试资源的交互要求达到最小。

Clarius 用户界面软件

Clarius 4200A-SCS 上运行的标配用户界面软件。Clarius 在嵌入式Windows 7 操作系 统上运行。它为现代半导体器件、材料和工艺特性分析提供了测试方案选择和开发、高 级测试配置、参数分析和图示及自动化功能。

数据分析

提供了两种参数提取方式。Formulator 为执行自动线拟合和参数提取执行数据变换。电 子表格提供了标准电子表格分析工具。许多样例库都包括参数提取实例。

Formulator

Formulator 支持数学运算功能、转换功能、搜索功能、常用行业常数和线拟合/ 参数提 取功能。Formulator 支持下述功能:

数学函数

加(+), 减(-), 除(/), 乘(*), 指数(^), 值(ABS), 索引位置值(AT), 平均数(AVG), 移动 平均(MAVG), 条件计算(COND), 导数(DELTA), 差分系数(DIFF), 指数(EXP), 平方根 (SQRT), 自然对数(LN), 对数(LOG), 积分(INTEG), 标准方差(STDEV), 移动求和 (SUMMV), 反余弦(ACOS), 反正弦(ASIN), 反正切(ATAN), 余弦(COS), 正弦(SIN), 正切(TAN)

转换功能

弧度到度(DEG), 度到弧度(RAD)

直线拟合和参数提取功能

指数直线拟合(EXPFIT), 系数a (EXPFITA), 系数b (EXPFITB),线性拟合(LINFIT), 线性 斜率(LINFITSLP), x 截距(LINFITXINT), y 截距(LINFITYINT) 对数线拟合(LOGFIT), 系数 a (LOGFITA), 系数b (LOGFITB) 线性回归线拟合(REGFIT), 斜率(REGFITSLP), x 截距 (REGFITXINT), y 截距(REGFITYINT) 切线拟合(TANFIT), 斜率(TANFITSLP), x 截距 (TANFITXINT), y 截距(TANFITYINT) 多项式线拟合包括POLYFIT2、POLY2COEFF 和 POLYNFIT。值(MAX), 最小值(MIN), 中值(MEDIAN)

搜索功能

向下查找(FINDD), 向上查找(FINDU), 使用线性插补查找(FINDLIN), 值位置(MAXPOS), 最小值位置(MINPOS),*个位置(FIRSTPOS), 最后一个位置(LASTPOS) 子阵列 (SUBARRAY), 返回数量的点(INDEX)

Formulator 常数

Formulator 支持用户提供的常数,用于参数提取。以下常数在出厂时软件自带常数:
PI = 3.14159 rad (π)
K = 1.38065 × 10-23 J/K ( 玻尔兹曼常数)
Q = 1.60218 × 10-19 C ( 电子的电荷)
M0 = 9.10938 × 10-31 kg ( 电子质量)
EV = 1.60218 × 10-19 J ( 电子电压)
U0 = 1.25664 × 10-6 -2 ( 磁导率)
E0 = 8.85419 × 10-12 F/m ( 真空的磁导率)
H = 6.62607 × 10-34 J-s ( 普朗克常数)
C = 2.99792 × 10+8 m/s ( 光速)
KT/Q = 0.02568 V ( 热电压)

自动化

测试序列

Clarius 在一个器件、一组器件( 子站、模块或测试单元组) 或晶圆上用户可编程数量的 探针台上提供了“指向点击”测试定序功能。

探针台控制

吉时利集成了很多探针台驱动可以在测试过程中自动控制探针台。与工厂联系来确认支 持的探针台厂家及型号。“手动”探针台模式允许操作人员在测试序列过程中对探针台 进行操作。

支持的探针台

手动探针台
使用手动探针台驱动进行测试,而不需使用自动探针台功能。手动探针台由操作人员控 制来代替电脑控制。在每条命令下,会出现一个对话提示框,指导操作人员要求哪些操作。

 

虚拟探针台
在不希望探针台操作时可以使用虚拟探针台,如在调试时,而没有必要从测试序列中删 除探针台命令。

 

支持的半自动( 分析) 探头
Cascade Microtech Summit™ 12K 系列- Verified with Nucleus UI Karl Suss Model PA-200-Verified with Wafermap for ProberBench NT, ProberBench NT NI-GPIB 驱动程序, ProberBench NT PBRS232 接口, Navigator for ProberBench NT, Remote Communicator for ProberBench NT MicroManipulator 8860 Prober-Verified with pcBridge, pcLaunch, pcIndie, pcWfr, pc-Nav, pcRouter Signatone CM500 驱动器还适用于带有互锁控制器的其他Signatone 探头, 如WL250 和 S460SE Wentworth Laboratories Pegasus™ FA 系列
其他支持但没有列出的探头

吉时利用户库工具(KULT)

(要求选配4200-COMPILER)

吉时利用户库工具支持创建及把C 语言子例程库与测试环境集成起来。用户库模块在Clarius 中通过用户测试模块访问。出 厂时提供的库为支持的仪器提供启动和运行功能。用户可以编辑和编译子例程,然后把子例程库与Clarius 集成在一起,允许 4200A-SCS 从一个用户界面控制整个测试机架。

系统配置和诊断(KCON)

吉时利配置工具(KCON) 简化了编程和维护全面集成的测试站的工作。KCON 为配置外部仪器、开关矩阵和探针台及执行系 统诊断提供了统一的界面。

外部仪器配置

KCON 允许实验室管理员把外部仪器与4200A-SCS 及支持的开关矩阵集成起来。在用 户为支持的仪器配置GPIB 地址后, 吉时利提供的库将起效, 测试模块可以在 4200A-SCS 系统之间转移,用户不需要做任何修改。除支持的标准仪器外,通用仪器允 许用户为通用的2 端子或4 端子仪器开发子例程和控制开关。为实现的系统扩展能力, 用户可以为通用仪器开发自己的测试库。

开关矩阵配置

用户通过支持的开关矩阵配置定义4200A-SCS 仪器和外部仪器到被测器件(DUT) 引脚的连接。( 参见开关矩阵支持和配置) 一旦定义了连接,用户只需输入仪器端子 名称和引脚编号,就可以建立连接。4200A-SCS 应用和标准用户库管理在仪器端子 与DUT 引脚之间输送测试信号。用户不需要记住和编程行和列闭合。测试模块可以在 4200A-SCS 系统之间转移,而不需要重新输入连接信息。

4200A-SCS 仪器诊断

通过运行系统自检,用户可以确认SMU、C-V 测量单元、脉冲发生器、示波器和远程前 端放大器的系统完整性。对比较复杂的问题,系统的配置分析工具可以生成报告,帮助 吉时利技术支持人员诊断问题。

吉时利外部控制接口(KXCI)

通过KXCI,您可以使用外部计算机直接控制4200A-SCS 中的SMU 和CVU 模块。KXCI 还可以使用UTM 通过内置GPIB 或 以太网间接控制超快速I-V 脉冲测量单元。对SMU,KXCI 命令集包括HP 4145 兼容模式,HP4145 的许多已写好程序尽可以 在4200A-SCS 上使用。

 


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