Девятое: новый SMU преодолевает сложные испытания, связанные с настройками слаботочной емкостной установки.

Поскольку проектировщики продолжают снижать текущие уровни для экономии энергии, эта проблема измерения становится все более сложной. Это случай для тестирования больших ЖК-дисплей Панели, который со временем будет использоваться в смартфонах или планшетах. Другие приложения, которые могут иметь проблемы с подключением при тестировании высокой емкости, включают: измерения Nano FET IV на патронах, характеристики передачи МОП-транзисторы с длинными кабелями, тестирование полевых транзисторов через матрицы переключателей и конденсатор измерения утечек.

Поддерживаемая емкость увеличена в 1000 раз

По сравнению с другими чувствительными SMU, недавно представленные SMU средней мощности Keithley 4201-SMU и SMU высокой мощности 4211-SMU (дополнительный предусилитель 4200-PA) значительно улучшили показатель максимальной емкости нагрузки. В поддерживаемом диапазоне наименьших токов емкость системы, которую могут обеспечивать и измерять 4201-SMU и 4211-SMU, в 1,000 раз выше, чем у современных систем. Например, если уровень тока находится в диапазоне от 1 до 100 пА, индикатор Keithley модуль может выдерживать нагрузку до 1 мкФ (микрофарад). Напротив, конкурирующие продукты с самой большой нагрузочной емкостью при этом уровне тока могут выдерживать только 1,000 пФ, прежде чем точность измерений ухудшится.

Эти два новых модуля предоставляют важные решения для клиентов, сталкивающихся с этими проблемами, экономя первоначальное время на отладку и экономя затраты на реконфигурацию параметров тестирования для устранения дополнительных Конденсаторы. Когда инженер-испытатель или научный исследователь замечает ошибку измерения, он должен сначала найти источник ошибки. Это само по себе требует нескольких часов работы, и им обычно приходится исследовать множество возможных источников, прежде чем они смогут сузить объем. Как только они обнаруживают, что ошибка измерения связана с емкостью системы, они должны отрегулировать параметры теста, длину кабеля и даже изменить настройки теста. Это далеко не идеально.

Так как же на практике работает последний модуль SMU? Давайте рассмотрим несколько ключевых приложений в исследовании плоских дисплеев и нано-полевых транзисторов.

Пример 1: драйвер пикселей OLED схема на плоском дисплее

Схема драйвера пикселя OLED напечатана рядом с устройством OLED на плоской панели. дисплей. Чтобы измерить характеристики постоянного тока, его обычно подключают к SMU через матрицу переключателей, а затем подключают к ЖК-дисплей станция обнаружения с использованием триаксиального кабеля длиной 12-16 метров. Поскольку для подключения требуется очень длинный кабель, измерение слабого тока обычно бывает нестабильным. При использовании традиционного SMU для подключения к ИУ (как показано на рисунке ниже) для измерения эта нестабильность отображается на двух ВАХ схемы драйвера OLED, то есть на кривой насыщения (оранжевая кривая) и линейной кривой. (синяя кривая).

Насыщенность и линейная ВАХ OLED измерены с помощью традиционного SMU.

Однако при использовании 4211-SMU для повторения этих измерений ВАХ на выводе стока ИУ кривая ВАХ остается стабильной, как показано на рисунке ниже, проблема решена.

Кривые насыщенности и линейной ВАХ OLED, измеренные с помощью новейших 4211-SMU компании Keithley.

Пример 2: нано-полевой транзистор с общей емкостью затвора и патрона

Тестирование нано-полевых транзисторов и 2D-транзисторов требует использования терминала устройства для связи с SMU через патрон измерительной станции. Емкость патрона может достигать нескольких нанофарад, и в некоторых случаях может потребоваться использовать токопроводящую площадку в верхней части патрона для контакта с затвором. Коаксиальный кабель увеличивает емкость. Чтобы оценить последний модуль SMU, мы подключили два обычных SMU к затвору и стоку двумерного полевого транзистора, чтобы получить кривую гистерезиса Id-Vg с шумом, как показано на рисунке ниже.

Зашумленная кривая гистерезиса Id-Vg двумерного полевого транзистора, измеренная с использованием традиционных SMU.

Однако, когда мы подключаем два 4211-SMU к затвору и стоку одного и того же устройства, полученная кривая гистерезиса становится гладкой и стабильной, как показано на рисунке ниже, что решает основную проблему, которую решали исследователи.

Гладкие и стабильные кривые гистерезиса Id-Vg, измеренные с помощью двух 4211-SMU.

4201-SMU и 4211-SMU могут быть предварительно сконфигурированы в 4200A-SCS при заказе, чтобы обеспечить комплексное решение для анализа параметров; они также могут быть модернизированы на месте в существующих установках.