對(duì)于納米" title="納米">納米電子和半導(dǎo)體材料與薄膜，采用靈敏的電氣測(cè)量工具是十分必要的。它們提供的數(shù)據(jù)能夠幫助我們完全掌握新材料的電氣特性" title="特性">特性和新器件" title="器件">器件與元件的電氣性能。納米測(cè)量?jī)x器的靈敏度必須要高得多，因?yàn)樾枰獪y(cè)量的電流" title="電流">電流和電壓" title="電壓">電壓更低，而且很多納米材料還明顯表現(xiàn)出改善的特性，例如超導(dǎo)性。待測(cè)電流的幅值可能處于飛安量級(jí)，電壓處于納伏量級(jí)，電阻低至微歐量級(jí)。因此，測(cè)量技術(shù)和儀器必須盡可能地減少噪聲和其他誤差源，以免干擾信號(hào)。

　　具有0.1fA(即100埃安)和1μV分辨率的吉時(shí)利4200-SCS半導(dǎo)體特征分析系統(tǒng)就是這樣一種解決方案。其專門提供的脈沖I-V" title="I-V">I-V工具套件為脈沖I-V測(cè)量提供了雙通道脈沖發(fā)生與測(cè)量功能。如果結(jié)合內(nèi)部安裝的高速脈沖發(fā)生器和示波器，4200及其PIV工具套件能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)直流和脈沖I-V測(cè)試" title="測(cè)試">測(cè)試。

　　信號(hào)反射常常會(huì)干擾用戶定制的脈沖測(cè)試系統(tǒng)，為了盡可能減少由于阻抗匹配不好而造成的信號(hào)反射，吉時(shí)利的4200脈沖I-V測(cè)試解決方案提供了一種系統(tǒng)互連箱——RBT(Remote Bias-Tee)，為連接脈沖發(fā)生器提供了AC/DC耦合，該直流測(cè)試儀器的原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1. 吉時(shí)利4200-PIV測(cè)試系統(tǒng)的原理圖

　　利用這種工具套件，研究人員可以同時(shí)進(jìn)行直流和脈沖IV測(cè)試以掌握器件特性，例如如圖2所示的FET器件系列特征曲線。

　　圖2. 一系列FET曲線的脈沖I-V與直流I-V特征分析

　　對(duì)于具有較大電阻幅值變化的各種導(dǎo)電材料或器件，用戶利用吉時(shí)利的6221/2182A組合可以設(shè)置最佳的脈沖電流幅值、脈沖間隔、脈沖寬度和其它一些脈沖參數(shù)，從而最大限度降低了DUT上的功耗。6221能夠在全量程上產(chǎn)生具有微秒級(jí)上升時(shí)間的短脈沖(減少了熱功耗)。6221/2182A組合能夠?qū)崿F(xiàn)脈沖和測(cè)量同步——可以在6221加載脈沖之后的16μs內(nèi)開(kāi)始測(cè)量。整個(gè)脈沖，包括一次完整的納伏測(cè)量一起，可以短達(dá)50μs。6221和2182A之間的行同步也消除了與電源線相關(guān)的噪聲。

　　最后，吉時(shí)利的3400系列脈沖/碼型發(fā)生器為廣大納米技術(shù)研究者提供了處理各種應(yīng)用需求的靈活性。用戶可以設(shè)置脈沖參數(shù)，例如幅值、上升和下降時(shí)間、脈沖寬度和占空比，可以選擇多種操作模式，包括用于材料和器件特征分析的脈沖與猝發(fā)模式。其簡(jiǎn)潔的用戶界面加快了學(xué)習(xí)曲線的建立過(guò)程，相比同類產(chǎn)品能夠使用戶更快地設(shè)置和執(zhí)行測(cè)試操作。

　　結(jié)束語(yǔ)：

　　脈沖測(cè)試為人們和研究納米材料、納米電子和目前的半導(dǎo)體器件提供了一種重要手段。在加電壓脈沖的同時(shí)測(cè)量直流電流是電荷泵的基本原理，這對(duì)于測(cè)量半導(dǎo)體和納米材料的固有電荷俘獲特性是很重要的。施加電流脈沖同時(shí)測(cè)量電壓使研究人員能夠?qū)ο乱淮骷M(jìn)行低電阻測(cè)量或者進(jìn)行I-V特征分析，同時(shí)保護(hù)這些寶貴的器件不受損壞。