Neuf : le nouveau SMU surmonte les défis de test délicats des paramètres capacitifs à faible courant

Alors que les concepteurs continuent de réduire les niveaux actuels pour économiser de l'énergie, ce défi de mesure s'accroît. C'est le cas pour tester de grandes LCD panneaux, qui sera à terme utilisé dans les smartphones ou les tablettes. D'autres applications qui peuvent avoir des problèmes de connexion de test de capacité élevée comprennent : les mesures Nano FET IV sur les mandrins, les caractéristiques de transfert de mosfet avec de longs câbles, tests FET via des matrices de commutation et condensateur mesures de fuite.

Capacité prise en charge augmentée de 1000 fois

Par rapport à d'autres SMU sensibles, les nouveaux SMU de puissance moyenne Keithley 4201-SMU et SMU haute puissance 4211-SMU (préamplificateur 4200-PA en option) ​​ont considérablement amélioré l'indice de capacité de charge maximale. Dans la plage de courant la plus basse prise en charge, la capacité du système que les 4201-SMU et 4211-SMU peuvent fournir et mesurer est 1,000 1 fois supérieure à celle des systèmes actuels. Par exemple, si le niveau de courant est compris entre 100 et XNUMX pA, le Keithley module peut gérer des charges jusqu'à 1 µF (micro Farads). En revanche, les produits concurrents dotés de la plus grande capacité de charge à ce niveau de courant ne peuvent tolérer que 1,000 XNUMX pF avant que la précision des mesures ne se détériore.

Ces deux nouveaux modules offrent des solutions importantes pour les clients confrontés à ces problèmes, économisant le temps de débogage d'origine et économisant le coût de la reconfiguration des paramètres de test pour éliminer les Condensateurs. Lorsqu'un ingénieur de test ou un chercheur scientifique remarque une erreur de mesure, il doit d'abord trouver la source de l'erreur. Cela en soi prend des heures de travail, et ils doivent généralement enquêter sur de nombreuses sources possibles avant de pouvoir réduire la portée. Une fois qu'ils constatent que l'erreur de mesure provient de la capacité du système, ils doivent ajuster les paramètres de test, la longueur du câble et même réorganiser les paramètres de test. C'est loin d'être idéal.

Alors, comment fonctionne le dernier module SMU dans la pratique ? Examinons plusieurs applications clés dans la recherche d'écrans plats et de nano-FET.

Exemple 1 : pilote de pixels OLED circuit sur écran plat

Le circuit pilote de pixel OLED est imprimé à côté du périphérique OLED sur l'écran plat l’affichage. Afin de mesurer ses caractéristiques CC, il est généralement connecté au SMU via une matrice de commutation, puis connecté au LCD station de détection utilisant un câble triaxial de 12 à 16 mètres de long. La connexion nécessitant un câble très long, il est courant que la mesure de courant faible soit instable. Lorsque vous utilisez un SMU traditionnel pour vous connecter à un DUT (comme indiqué dans la figure ci-dessous) pour la mesure, cette instabilité est affichée dans les deux courbes IV du circuit pilote OLED, c'est-à-dire la courbe de saturation (courbe orange) et la courbe linéaire. (courbe bleue).

Saturation et courbe IV linéaire de l'OLED mesurées à l'aide du SMU traditionnel.

Cependant, lorsque vous utilisez le 4211-SMU pour répéter ces mesures IV sur la borne de drain du DUT, la courbe IV est stable, comme le montre la figure ci-dessous, le problème est résolu.

Saturation et courbes IV linéaires de l'OLED mesurées à l'aide des derniers 4211-SMU de Keithley.

Exemple 2 : Nano FET avec grille commune et capacité de mandrin

Les tests de nano-FET et de FET 2D nécessitent l'utilisation d'un terminal de périphérique pour contacter le SMU via le mandrin de la station de sonde. La capacité du mandrin peut atteindre quelques nanofarads et, dans certains cas, il peut être nécessaire d'utiliser une plage conductrice sur le dessus du mandrin pour entrer en contact avec la grille. Le câble coaxial ajoute une capacité supplémentaire. Pour évaluer le dernier module SMU, nous avons connecté deux SMU conventionnels à la grille et au drain du FET 2D pour obtenir une courbe d'hystérésis Id-Vg bruyante, comme le montre la figure ci-dessous.

Courbe d'hystérésis Id-Vg bruyante du FET 2D mesurée à l'aide de SMU traditionnels.

Cependant, lorsque nous connectons deux 4211-SMU à la grille et au drain d'un même appareil, la courbe d'hystérésis obtenue est lisse et stable, comme le montre la figure ci-dessous, ce qui résout le principal problème que les chercheurs ont résolu.

Courbes d'hystérésis Id-Vg lisses et stables mesurées à l'aide de deux 4211-SMU.

Le 4201-SMU et le 4211-SMU peuvent être préconfigurés dans le 4200A-SCS lors de la commande pour fournir une solution complète d'analyse des paramètres ; ils peuvent également être mis à niveau sur site dans des unités existantes.