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NI PXI應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體陣列測試效率卡殼四大方案之支持開關(guān)切換的超短脈沖I-V測試
2025-09-02
NI PXI應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體陣列測試效率卡殼四大方案之支持開關(guān)切換的超短脈沖I-V測試
如今的新型材料器件，目前的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)由單個(gè)單元慢慢轉(zhuǎn)向大規(guī)模陣列的形式， 然而，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體參數(shù)分析儀的設(shè)計(jì)主要針對(duì)單個(gè)器件單元，當(dāng)測試規(guī)模從幾個(gè)通道擴(kuò)展到上百上千個(gè)，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)方式進(jìn)行單個(gè)通道逐一測量，測試效率將面臨著極大的挑戰(zhàn)。
應(yīng)用挑戰(zhàn)
新型材料與陣列器件的測試正面臨四類現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)：
其一，開關(guān)時(shí)間下探至納秒/皮秒，需在可切換網(wǎng)絡(luò)下輸出并采樣超短脈沖以還原瞬態(tài)；
其二，通道規(guī)模從個(gè)位到百千級(jí)，串行掃描吞吐不足，必須多通道同步并行 I-V；
其三，需在同一平臺(tái)完成Rds（on）、Cgs、轉(zhuǎn)移/輸出曲線、1/f 噪聲等全面表征；
其四，芯片內(nèi)置 ADC/DAC 普及，測試需可編程數(shù)字協(xié)議與并行脈沖時(shí)序配合批量讀寫。
測試方案介紹
為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，NI基于其高度模塊化的PXI平臺(tái)推出了一套面向未來計(jì)算芯片測試場景的集成式測試系統(tǒng)解決方案。該系統(tǒng)通過軟硬件一體化設(shè)計(jì)，覆蓋新型材料器件的單個(gè)節(jié)點(diǎn)，陣列，高精度，超快速脈沖等多種測試場景的需求，為新型器件驗(yàn)證與測試提供平臺(tái)支撐。
為滿足上述復(fù)雜多元的測試需求，NI在基于PXI套件中提供了四套方案，以下是第一套方案：
支持開關(guān)切換的超短脈沖I-V測試
應(yīng)用背景：憶阻器、鐵電器件等對(duì)脈沖響應(yīng)敏感，需要在納秒級(jí)激勵(lì)下觀察陣列器件的極化、開關(guān)、電導(dǎo)態(tài)變化等行為。傳統(tǒng)的臺(tái)式儀表通道數(shù)目有限，難以在較低測試成本的條件下，覆蓋通道數(shù)目較多同時(shí)又需要超短脈沖的測試場景。
基于以上技術(shù)難點(diǎn)，NI推出了本測試方案，支持直連狀態(tài)下最短13ns的脈沖輸出以及約100ns的帶切換模式脈沖寬度，可靈活配置脈沖波形、幅值、上升沿與占空比，并在不更換連線的前提下切換至SMU測量模式，實(shí)現(xiàn)Pattern生成與模擬量測量的無縫聯(lián)動(dòng)，適用于高速開關(guān)器件、憶阻器等需高時(shí)間精度激勵(lì)與測量的場景。
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