隨著納米" title="納米">納米技術(shù)日新月異的發(fā)展,研究已深入到原子挨原子的分子級(jí),,構(gòu)造具有全新特性的新結(jié)構(gòu),。特別地,納米電子領(lǐng)域的發(fā)展十分迅速,,其潛在影響涉及非常寬的行業(yè)領(lǐng)域,。目前的納米電子研究的內(nèi)容主要是如何開(kāi)發(fā)利用碳納米管、半導(dǎo)體納米線、分子有機(jī)電子和單電子器件,。
不過(guò),,由于多方面的原因,這些微小器件無(wú)法采用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試" title="測(cè)試">測(cè)試技術(shù)進(jìn)行測(cè)試,。其中一個(gè)主要原因在于這類器件的物理尺寸,。某些新型“超CMOS”器件的納米級(jí)尺寸很小,很容易受到測(cè)量過(guò)程使用的甚至很小電流的損壞,。此外,,傳統(tǒng)直流測(cè)試技術(shù)也不總是能夠揭示器件實(shí)際工作的情況。
脈沖式電測(cè)試是一種能夠減少器件總能耗的測(cè)量技術(shù),。它通過(guò)減少焦耳熱效應(yīng)(例如I2R和V2/R),,避免對(duì)小型納米器件可能造成的損壞。脈沖測(cè)試采用足夠高的電源對(duì)待測(cè)器件(DUT)施加間隔很短的脈沖,,產(chǎn)生高品質(zhì)的可測(cè)信號(hào),,然后去掉信號(hào)源。
通過(guò)脈沖測(cè)試,,工程技術(shù)人員可以獲得更多的器件信息,,更準(zhǔn)確地分析和掌握器件的行為特征。例如,,利用脈沖測(cè)試技術(shù)可以對(duì)納米器件進(jìn)行瞬態(tài)測(cè)試,,確定其轉(zhuǎn)移函數(shù),從而分析待測(cè)材料的特征,。脈沖測(cè)試測(cè)量" title="測(cè)試測(cè)量">測(cè)試測(cè)量對(duì)于具有恒溫限制的器件也是必需的,例如SOI器件,、FinFET和納米器件,,可以避免自熱效應(yīng),防止自熱效應(yīng)掩蓋研究人員所關(guān)心的響應(yīng)特征,。器件工程師還可以利用脈沖測(cè)試技術(shù)分析電荷俘獲效應(yīng),。在晶體管開(kāi)啟后電荷俘獲效應(yīng)會(huì)降低漏極電流。隨著電荷逐漸被俘獲到柵介質(zhì)中,,晶體管的閾值電壓由于柵電容內(nèi)建電壓的升高而增大,;從而漏極電流就降低了。
脈沖測(cè)試有兩種不同的類型:加電壓脈沖和加電流脈沖,。
電壓脈沖測(cè)試產(chǎn)生的脈沖寬度比電流脈沖測(cè)試窄得多,。這一特性使得電壓脈沖測(cè)試更適合于熱傳輸實(shí)驗(yàn),其中我們所關(guān)心的時(shí)間窗口只有幾百納秒,。通過(guò)高精度的幅值和可編程的上升與下降時(shí)間能夠控制納米器件上的能耗大小,。電壓脈沖測(cè)試可用于可靠性測(cè)試中的瞬態(tài)分析、電荷俘獲和交流應(yīng)力測(cè)試,也可用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào),,模擬重復(fù)控制線,,例如存儲(chǔ)器讀寫(xiě)周期。
電流脈沖測(cè)試與電壓脈沖測(cè)試非常相似,。其中,,將指定的電流脈沖加載到DUT上,然后測(cè)量器件兩端產(chǎn)生的電壓,。電流脈沖測(cè)試常用于測(cè)量較低的電阻,,或者獲取器件的I-V特征曲線,而不會(huì)使DUT產(chǎn)生大量的能耗,,避免對(duì)納米器件的損害或破壞,。
電壓和電流脈沖測(cè)試都有很多優(yōu)點(diǎn),但是它們的缺點(diǎn)卻不盡相同,。例如,,超短電壓脈沖的速度特征分析屬于射頻(RF)的范疇,因此如果測(cè)試系統(tǒng)沒(méi)有針對(duì)高帶寬進(jìn)行優(yōu)化,,那么測(cè)量過(guò)程中很容易產(chǎn)生誤差,。其中主要有三種誤差來(lái)源:由于線纜和連接器造成的信號(hào)損耗、由于器件寄生效應(yīng)造成的損耗以及接觸電阻,。
電流脈沖測(cè)試的主要問(wèn)題是上升時(shí)間較慢,,可能長(zhǎng)達(dá)幾百納秒。這主要受限于實(shí)驗(yàn)配置中的電感和電容,。