9: 新しい SMU は、低電流の容量性設定という難しいテストの課題を克服します

設計者がエネルギーを節約するために電流レベルを下げ続けるにつれて、この測定の課題は増大しています。 これは大規模なテストの場合です LCD パネル、最終的にはスマートフォンやタブレットで使用されます。 高静電容量テスト接続の問題が発生する可能性のある他のアプリケーションには、次のものがあります。チャックのナノFET IV測定、 MOSFET 長いケーブル、スイッチ マトリクスによる FET テスト、 コンデンサ 漏れ測定。

サポートされる静電容量が1000倍に増加

他の高感度 SMU と比較して、新しく導入された Keithley 4201-SMU 中出力 SMU および 4211-SMU 高出力 SMU (オプションの 4200-PA プリアンプ) は、最大負荷容量指数を大幅に改善しました。 サポートされている最低電流範囲では、4201-SMU および 4211-SMU が供給および測定できるシステム静電容量は、今日のシステムの静電容量の 1,000 倍です。 たとえば、電流レベルが 1 ～ 100 pA の場合、ケースレー モジュール 最大 1 µF (マイクロ ファラッド) の負荷を処理できます。 対照的に、この電流レベルで最大の負荷容量を備えた競合製品は、測定精度が低下する前に 1,000 pF しか許容できません。

これらのXNUMXつの新しいモジュールは、これらの問題に直面しているお客様に重要なソリューションを提供し、元のデバッグ時間を節約し、テスト設定を再構成して追加を排除するコストを節約します。 コンデンサ。 テストエンジニアまたは科学研究者が測定エラーに気付いた場合、最初にエラーの原因を見つける必要があります。 これ自体は何時間もの作業を要し、通常、範囲を狭める前に、考えられる多くのソースを調査する必要があります。 測定誤差がシステムの静電容量に起因することがわかったら、テストパラメータ、ケーブル長を調整し、さらにテスト設定を再調整する必要があります。 これは理想からは程遠いです。

では、最新のSMUモジュールは実際にはどのように機能するのでしょうか。 フラットパネルディスプレイとナノFETの研究におけるいくつかの重要なアプリケーションを見てみましょう。

例1：OLEDピクセルドライバー 回路 フラットパネルディスプレイ上で

OLEDピクセルドライバー回路は、フラットパネルのOLEDデバイスの横に印刷されています ディスプレイ。 DC 特性を測定するには、通常、スイッチ マトリックスを介して SMU に接続し、その後、 LCD 長さ 12 ～ 16 メートルの三軸ケーブルを使用する検出ステーション。 接続には非常に長いケーブルが必要なため、微弱電流の測定が不安定になることがよくあります。 従来の SMU を使用して測定のために DUT (下図を参照) に接続すると、この不安定性が OLED ドライバ回路の XNUMX つの IV 曲線、つまり飽和曲線 (オレンジ色の曲線) と直線曲線に現れます。 (青い曲線)。

従来のSMUを使用して測定されたOLEDの飽和と線形IV曲線。

ただし、4211-SMUを使用してDUTのドレイン端子でこれらのIV測定を繰り返すと、下図に示すようにIV曲線が安定し、問題が解決します。

キースリーの最新の4211-SMUを使用して測定されたOLEDの飽和および線形IV曲線。

例2：共通のゲート容量とチャック容量を備えたナノFET

Nano-FETおよび2DFETのテストでは、デバイス端子を使用して、プローブステーションチャックを介してSMUに接続する必要があります。 チャックの静電容量は数ナノファラッドにもなる場合があり、場合によっては、ゲートに接触するためにチャックの上部に導電性のランドを使用する必要があります。 同軸ケーブルは、余分な静電容量を追加します。 最新のSMUモジュールを評価するために、2つの従来のSMUをXNUMXD FETのゲートとドレインに接続して、次の図に示すように、ノイズの多いId-Vgヒステリシス曲線を取得しました。

従来のSMUを使用して測定された2DFETのノイズの多いId-Vgヒステリシス曲線。

しかし、4211つのXNUMX-SMUを同じデバイスのゲートとドレインに接続すると、下の図に示すように、得られるヒステリシス曲線は滑らかで安定しており、研究者が解決してきた主な問題を解決します。

4211つのXNUMX-SMUを使用して測定された滑らかで安定したId-Vgヒステリシス曲線。

4201-SMUおよび4211-SMUは、包括的なパラメータ分析ソリューションを提供するために注文するときに、4200A-SCSに事前設定できます。 また、既存のユニットのオンサイトでアップグレードすることもできます。