La release 8.2 del software KTEI (Keithley Test Environment Interactive) per il sistema di caratterizzazione dei semiconduttori Keithley 4200-SCS comprende ora nuove librerie di test per memorie non volatili (NVM) e progetti campione per numerose tecnologie di memoria emergenti.

Questa versione aggiornata supporta inoltre l’esecuzione di misure C-V (Capacità-Tensione) a frequenze molto basse, utili per la caratterizzazione di prodotti quali dispositivi elettronici polimerici, LED organici (OLED) e display basati su queste tecnologie emergenti.

Grazie alla nuova versione KTEI V8.2 è anche possibile supportare configurazioni del sistema di caratterizzazione dei semiconduttori 4200-SCS con un maggior numero di moduli di collaudo I-V (corrente-tensione) funzionanti ad alta velocità così da permettere agli utilizzatori di collaudare più dispositivi in parallelo.

Nuove librerie di collaudo per memorie non volatili

Le nuove librerie per il collaudo memorie non volatili integrate in KTEI V8.2 permettono di effettuare il collaudo di tutte le tipologie di memorie non volatili, comprese memorie flash, memorie a cambiamento di fase (PRAM e PC-RAM), memorie di tipo resistivo (RRAM o ReRAM) e memorie magnetoresistive (MRAM).

KTEI V8.2 contiene un blocco comune di librerie per il collaudo delle varie tecnologie di memorie non volatili e integra gli specifici requisiti per l’hardware di misura necessarie a caratterizzare i parametri critici specifici di ciascuna tecnologia.

La disponibilità di progetti campione per ogni tipo di memoria non volatile assicura ai ricercatori la flessibilità necessaria per impostare ed effettuare i collaudi in tempi rapidi, così come per analizzare i dati. Questi progetti di riferimento sono stati ideati per essere adattati in modo semplice alla maggior parte delle tecnologie di memoria esistenti.

Le librerie di test sono state espressamente concepite per sfruttare le potenzialità fornite da due delle più recenti opzioni hardware disponibili per il il sistema di caratterizzazione di semiconduttori Keithley 4200-SCS: l'unità di alimentazione e misura ad alta velocityà 4225-PMU I-V e il commutatore/amplificatore remoto 4225-RPM. Insieme, questi nuovi moduli consentono di erogare impulsi ad alta velocità con la massima precisione, nonché di effettuare misure accurate dei segnali transitori generati durante il collaudo.

Il modello 4225-PMU effettua misure simultanee ad alta velocità di corrente e tensione su un range dinamico particolarmente esteso. Il modello 4225-RPM, invece, trasferisce il circuito di misura del modulo 4225-PMU in prossimità del dispositivo sottoposto a collaudo (DUT) per minimizzare gli effetti della capacità distribuita e mettere a disposizione ulteriori intervalli di misura di basse correnti.

Il modello 4225-RPM permette inoltre di effettuare in tempi brevi la commutazione automatica tra le unità di alimentazione e misura 4225-PMU e le unità di alimentazione e misura in continua (DC) e C-V del sistema, così da semplificare la configurazione di collaudo e ridurre il tempo necessario per completare la sequenza di test.

Misure C-V a frequenze molto basse

Tutti coloro che sono coinvolti nelle attività di ricerca e sviluppo nel settore dei semiconduttori richiedono una combinazione di tecniche quasi statiche (rampa a variazione lenta) e ad alta frequenza per misurare la capacità delle strutture dei dispositivi.

Quando applicata a dispostivi con perdite o flussi di corrente troppo elevate, la misura C-V quasi statica evidenzia alcune limitazioni: per esempio non è possibile estrarre in maniera efficace la resistenza in parallelo e il risultato finale può essere affetto da rumore. Oggi una vasta gamma di dispositivi richiedono la caratterizzazione della capacità in corrente alternata a frequenze estremamente basse, di molto inferiori rispetto alla tipica frequenza minima dei misuratori C-V multi frequenza o dei misuratori LCR.

La misura di ridotti valori di capacità a basse frequenze si traduce in valori di impedenza molto elevati, che spesso gli strumenti di misura in corrente alternata non sono in grado di caratterizzare in maniera accurata. Il software KTEI V8.2 sfrutta una nuova tecnica brevettata per effettuare misure di capacità e di tensione a frequenza molto bassa sfruttando l'unità di alimentazione e misura in continua del sistema e il pre-amplificatore remoto a bassa corrente, che consente di misurare la capacità del dispositivo e la resistenza a frequenze che vanno da soli 10 mHz a 10 Hz.

Questa nuova metodologia va a complementare le funzionalità di misura di capacità ad alte frequenze (da 1 kHz a 10 MHz) supportata dal modulo modello 4210-CVU.

Supporto esteso per hardware I-V ad alta velocità

Il sistema 4200-SCS è ora in grado di supportare un massimo di sei moduli di alimentazione e misura modello 4225-PMU nel suo chassis a nove slot. Ogni modulo offer due canali per eragare di impulsi di tensione (con ampiezza dell’impulso che spazia da 60 ns alla continua) e permette di effettuare misure di tensione e corrente simultanee a una velocità di acquisizione massima di 200 MS/s. Ora è quindi possibile configurare un sistema con un massimo di 12 canali I-V ad altissima velocità funzionanti contemporaneamente.

Grazie all’aumento del numero di moduli 4225-PMU supportati dal sistema di caratterizzazione 4200-SCS, KTEI V8.2 permette di caratterizzare un numero maggiore di dispositivi più velocemente mediante il collaudo in parallelo. Si tratta di un elemento di estrema importanza nel momento i cui i nuovi dispositivi vengono trasferiti dai laboratori di R&D alla produzione.

Questo elevato livello di parallelismo in fase di test può essere sfruttato per il collaudo NBTI (Negative Bias Temperature Instability), un meccanismo di guasto transitorio che richiede misure ad altissima velocità per la sua caratterizzazione, così come per altri tipi di test relativi all’affidabilità del dispositivo e per il collaudo di più memorie non volatili contemporaneamente.