Модель	Кол-во	Назначение
4200A-SCS	1 шт.	базовый блок параметрического анализатора
4200-SMU	2 шт.	измерительный модуль средней мощности
4200-PA	1 шт.	токовый предусилитель
8101-PIV	1 шт.	оснастка для подключения тестируемых компонентов

Система имеет модульную многоканальную архитектуру и настраиваемую конфигурацию, поддерживая до 9 измерительных и дополнительных модулей.

Обеспечивает:

• Измерение ВАХ в диапазоне токов 0,1 фА до 1 А и напряжения от 1 мкВ до 210 В
• Измерения на переменном токе (C-V, C-f, C-t) в диапазоне до 420 В с разрешением 1 мВ, в частотном диапазоне от 1 кГц до 10 МГц
• Ультрабыстрое и импульсное тестирование с временным разрешением 5 нс
• Автоматическое переключение между режимом измерения ВАХ и CV-метрией

Основные особенности:

• Встроенная рабочая станция на базе ОС Windows 7
• Сенсорный 15,6" ЖК монитор высокого разрешения (1920x1080)
• Шасси поддерживает до 9 измерительных модулей одновременно
• Опционально предусилитель малых токов для модулей средней и высокой мощности
• Измерение вольт-фарадных (C-V) характеристик с дифференциальным смещением ±60 В и в диапазоне частот от 1 кГц до 10 МГц, а также в квазистатическом режиме и ультранизкочастотную CV-метрию
• Опциональное измерение высоковольтных вольт-фарадных (С-V) характеристик в диапазоне дифференциального напряжения до 400 В
• Интерактивная интуитивно понятная пользовательская среда тестирования (Clarius) позволяет быстро решать задачи по управлению процессом измерения и тестирования
• Библиотека до 450 стандартных тестов
• Широкий набор интерфейсов и портов: USB, SVGA, Printer, GPIB, Ethernet, mouse, Keyboard

Измерительные модули

Измерительные модули предназначены для снятия ВАХ на постоянном токе в четырехквадрантной области (измерение/генерация)

Они устанавливаются в слоты базового блока системы 4200-SCS. На одно шасси 4200- SCS возможно установить до 9 измерительных модулей 4210-SMU или 4200-SMU

Модули средней мощности 4200-SMU

• 7 токовых диапазонов для генерации и измерения :
  от 100 нА (полная шкала) до 100 мA (полная шкала).
  Разрешение:
  от 100 фA до 100 нA – в режиме измерения
  от 5 пA до 5 мкА - в режиме генерации
• 4 вольтовых диапазона для генерации и измерения
  от 200 мВ до 200 В
  Разрешение:
  от 1 мкВ до 200 мкВ - в режиме измерения
  от 5 мкВ до 5 мВ - в режиме генерации
  Максимальное выходное напряжение
  21 В при токе 100 мА
  210 В при токе 10 мА
• Опциональный токовый предусилитель (4200-PA) расширяет токовые диапазоны дополнительно:
  Диапазоны : 1 пА, 10 пА, 100 пА, 1 нА, 10 нА

Модули большой мощности 4210-SMU

• 9 токовых диапазонов для генерации и измерения :
  от 100 нА (полная шкала) до 1 A (полная шкала).
  Разрешение:
  от 100 фA до 1 мкA – в режиме измерения
  от 5 пA до 50 мкА - в режиме генерации
• 4 вольтовых диапазона для генерации и измерения
  от 200 мВ до 200 В
  Разрешение:
  от 1 мкВ до 200 мкВ - в режиме измерения
  от 5 мкВ до 5 мВ - в режиме генерации
  Максимальное выходное напряжение
  21 В при токе 1 А
  210 В при токе 10 мА
• Опциональный токовый предусилитель (4200-PA) расширяет токовые диапазоны дополнительно:
  Диапазоны : 1 пА, 10 пА, 100 пА, 1 нА, 10 нА

Токовый предусилитель 4200-PA
Расширяет токовые диапазоны дополнительно:
1 пА, 10 пА, 100 пА, 1 нА, 10 нА

• Выходные разъемы (4200-SMU, 4210-SMU):
  3 минитриаксиальных (female: Force, Sence и Sence LO) на каждый SMU
  1 D-Sub (female, 15-pin) для подключения к 4200-PA
• Выходные разъемы (4200-PA):
  3 минитриаксиальных (female: Force, Sence и Sence LO) на каждый SMU
  1 D-Sub (female, 15-pin) для подключения к 4200-PA
• Шум (типичное)
  генерация (ток/напряжение скз) 0,01% / 0,1% от полного диапазона
  измерение (ток/напряжение пик-пик) 0,02% / 0,2% от полного диапазона
• Макс. скорость нарастания 0,2 В/мкс

CV- метрия. Измерение вольт-фарадных характеристик

С-V измерения в системе 4200- SCS осуществляются с помощью:

• встраиваемой опции CV-метрии 4210-CVU
• опции расширения для проведения мощной CV-метрии 4200-CVU-POWER
• квазистатическим методом CV-метрии при помощи модулей 4200-SMU или 4210-SMU
  с опцией 4200-PA
• новым патентованным методом ультранизкочастотной CV-метрии (10 мГц...10 Гц) при помощи модулей 4200-SMU или 4210-SMU с опцией 4200-PA

Встроенный C-V модуль обеспечивает C-V измерения с параметрами:

• тестовый сигнал:
  частотный диапазон от 1 кГц до 10 МГц
  разрешение тестового сигнала 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц, 1 МГц в зависимости от диапазона
  точность частоты ±0,1%
  выходной уровень 10 мВ...100 мВ
  разрешение 1 мВскз
  точность±(10%+1 мВскз)
  
• внутренний источник постоянного смещения
  диапазон ±30 В (60 В диф.)
  разрешение 1 мВ
  точность±(0,5%+5 мВ)
  максимальный ток 10 мА
• режим свипирования
  параметры свипирования: постоянное смещение, частота, переменное напряжение
  закон: линейный,пользовательский
  направление: вверх, вниз
  количество точек: 4096
• измеряемые параметры: Cp-G, Cp-D, Cs-Rs, Cs-D, R-jX, Z-Theta
• выходные интерфейсы: 4 SMA (female)

Высокоскоростная цифровая архитектура позволяет строить графики С-V в режиме реального времени.

4210-CVU содержит широкий набор образцов программ, библиотек тестов и примеров экстракции параметров:

• Стандартная C-V метрия: для обычных МОП-транзитовов, диодов и конденсаторов
• MOScap: Измерение C-V на МОП-конденсаторах
• MOSFET: Измерение C-V на МОП-транзисторах
• Время жизни: Определение скорости генерации и время жизни носителей, (график Зебрста) для МОП-конденсаторов
• Мобильные ионы: Определение подвижного заряда с помощью измерений на разных темепературах
• Емкость: Снятие характеристик как C-V так и C-f (от частоты) на МИМ (металл –изолятор –металл) конденсаторах
• PNjunction: Измерение емкости p n перехода или диода Шоттки как функции приложенного постоянного смещения
• Photo Voltaic cell: Измерение как прямой так и обратной характеристики ячеек солнечных батарей cell
• BJT: Измерение емкости (при нулевом смещении) между выводами биполярного транзистора (База-эммитер, База-коллектор, Эммитер-коллектор)
• I-V/C-V с переподключением: Демонстрация с использованием измерительных модулей SMUs, опции CVU, и переключательных матриц and 707A/708A в одном проекте
• Емкость межсоединений: Измерение C-V малой межконтактной емкости на подложке
• Нанопроволоки: Проведение C-V измерений на двухвыводном приборе на базе нанопроволоки
• Flash: Проведение C-V измерений на типичном приборе памяти на базе плавающего затвора

Опция расширения для проведения мощной CV-метрии 4200-CVU-PWR

• Диапазоны измерения от 1 пФ до 1 нФ
• Тестовый сигнал от 100 кГц до 10 МГц (10 мВ...100 мВ)
• Источник постоянного смещения ±200 В (400 В диф.) с разрешением 5 мВ
• Максимальный ток 100 мА (для 4200-SMU) или 300мА (для 4210-SMU)
• Измеряемые параметры: Cp-Gp, DCV, временные метки
• Поддержка до 4-х SMU

4200-CVU-PWR применяется для тестирования:

• мощные устройства
• дисплеи
• LDMOS
• устройства памяти

Квазистатический способ CV-метрии

• Два модуля 4200-SMU или 4210-SMU с опцией 4200-PA
• Низкий уровень шумов благодаря уникальному методу Ramp Rate
• Поддержка постоянного смещения ±200 В
• Библиотеки тестов

Применяется для тестирования:

• CMOS малой мощности
• некоторые типы дисплеев (индикаторов)
• различные устройства с низким током утечки

Ультранизкочастотная CV-метрия

• Два модуля 4200-SMU или 4210-SMU с опцией 4200-PA (частота 10 мГц...10 Гц)
• Сверхнизкий уровень шумов
• Диапазон измерения от 1 пФ до 10 нФ
• Экстракция:Cp-Gp, Cp-D, Cs-Rs, Cs-D, R-jX, Z-Theta, DCV, частота, временные метки

Применяется для тестирования:

• CMOS
• органическая электроника (OLED, OFET, OPVC)
• устройства памяти
• тонкопленочные транзисторы (TFT)

Для автоматического переключения между измерениями ВАХ и CV-метри и доступен модуль 4200A-CVIV

Кроме того, CV-метрия может быть добавлена в любой выходной канал не изменяя текущее подключение кабелей. Любой канал может быть сконфигурирован пользователем для измерений малых токов с использованием предусилителя 4200-PA или со стандартным разрешением для SMU при измерении токов - через 4200A-CVIV-SPT

• Входные разъемы
  4200-PA: D-Sub (male), 15 pin
  4200-CVIV-SPT: 2 триаксиальных (Female)на модуль
  CVU: 4 SMA (female)
• Выходные разъемы
  8 триаксиальных (female)
  
  
• Выходные канал: конфигурирование от 1 до 4
  
• Максимальное напряжение 210 В
• Максимальный ток 1А

Ультрабыстрое тестирование

В системе 4200-SCS доступно два вида генераторов импульсов:

• Генератор импульсов типа 4220-PGU
• Модуль ультрабыстрого тестирования 4225-PMU

Обе модели поддерживают:

• Два выходных канала
• Стандартный (2-уровневый) импульс
• Segment Arb
  макс. количество сегментов 2048
  макс.количество последовательностей 512
  длительность сегмента от 20 нс до 40 с
  разрешение 10 нс
• Формирование сигнала произвольной формы
• Каждый выходной сигнал имеет два диапазона выхода:
  10 В (высокий импеданс5 В с 50 ?)
  40 В (высокий импеданс20 В с 50 ?)
• Выходные разъемы
  4 SMA (female)
  2 HDMI (только для 4225-PMU)

Модель 4220-PGU является только двухканальным генератором импульсов напряжения.

Модуль ультрабыстрого тестирования 4225-PMU выполняет:

импульсное тестирование: генерация импульса/измерение (аналогично работе измерительных модулей)

переходная ВАХ: захват формыинтегрированные измерения тока и напряжения во времени

импульсный генератор :двух и мультиуровневый импульсгенерация сигналов произвольной формыгенерация пользовательской формы сигнала из сегментов Segment ARB

Временные и частотные характеристики генератора 4225-PMU и 4220-PGU

Измерение тока (4225-PMU)

Модуль предусилителя/коммутатора 4225-RPM используется для автоматического переключения между измерениями ВАХ, CV-метрии и импульсными измерениями.

Данный модуль расширяет диапазон измерения 4225-PMU для работы с малыми токами

• Входы SMU Force, SMU Sense, CVU Pot, CVU Cur, RPM Control
• Входные разъемы:
  2 триаксиальных (female)
  2 SMA (female)
  1 HDMI
• Выход - 1 канал
• Выходные разъемы
  2 триаксиальных (female)

Измерение тока 4225-PMU с предусилителем/коммутатором 4225-RPM

Импульсные измерения 4225-PMU с 4225-RPM

Измерения напряжения 4225-PMU с 4225-RPM

Для ультрабыстрого тестирования NBTI/PBTI полупроводников рекомендуется опция 4200-BTI-A.

Это идеальное средство автоматического тестирования не только на уровне подложки, но и при использовании кассет.

Опция 4200-BTI-A включает в себя:

• один модуль ультрабыстрого тестирования 4225-PMU
• два модуля предусилителей/коммутаторов 4225-RPM
• программное обеспечение для автоматического тестирования (ACS)
• тесты для ультрабыстрого BTI тестирования
• комплект кабелей

Программные средства

Интерактивное программное обеспечение состоит из различных программных продуктов для обеспечения функционирования системы Keithley 4200A.

Среди них:

• Keithley Clear Straightforward Analysis (Clarius)—интерактивный пользовательский интерфейс для 4200A-SCS
• Keithley User Library Tool (KULT)—поддерживает создание и интеграцию программ на языке С и другие пользовательские алгоритмы в Clarus для использования 4200A-SCS. Требуется опция 4200-COMPILER.
• Keithley Configuration Utility (KCON)—позволяет управлять по GPIB внешними устройствами, такими как: коммутаторами, внешними измерительными модулями, источниками-измерителями, установками зондового контроля, измерителями емкости, импульсными генераторами, осциллографами
• Keithley External Control Interface (KXCI)—приложение для управления системой 4200A-SCS от удаленного компьютера через GPIB.
• KPulse графический пользовательский интерфейс(GUI) предоставляет альтернативные (без программирования) возможности по конфигурированию и управлению модулями 4225-PMU и 4220-PGU. Используется для проведения быстрых тестов без взаимодействия с другими модулями и ресурсами 4200A-SCS

Пользовательский интерфейс (Keithley Interactive Test Environment - KITE)

Что позволяет данный интерфейс?

• Даже неопытный пользователь может сразу без помощи программиста приступить к измерениям, которые займут немного времени
• Новый пользовательский интерфейс Clarius позволяет осуществить выбор из библиотеки в которой более чем 450 тестов, проектов и устройств для быстрого тестирования
  
  
• Быстро и правильно проводить тестирование благодаря встроенной системе помощи, которая включает подробное описание тестов, схему измерения и видеоролики
  
  
• Быстро установить параметры тестирования минимальным количеством кликов мыши с использованием нового представления "All Parameteкs" или графического представления
  
  
  
  
• Анализировать и систематизировать полученные результаты и не заботиться о потере данных
  
  

• Clarius поддерживает измерительные функции:

Прецизионные измерения (снятия ВАХ) на постоянном токе при помощи измерительных модулей 4200-SMU и 4210-SMU

CV-метрию (измерение импеданса на разных частотах):
Cp-Gp (шунтирующая емкость и проводимость),
Cs-Rs (последовательное сопротивление и проводимость),
Cp-D (шунтирующая емкость и коэффициент потерь),
Cs-D (последовательное сопротивление и коэффициент потерь),
R+jX (сопротивление и реактивное сопротивление),
Z-theta (импеданс и фазовый угол),
DCV (смещение постоянного напряжения),
частота,
временные метки на 4096 точек за свипирование

Ультрабыстрые ВАХ:
одновременное измерение тока и напряжения в импульсном режиме;
напряжение, ток и время одновременно оцифровываются в режиме захвата формы ( до 1 млн. точек оцифровки)

Доступны два метода экстракции параметров: формульный редактор (выполняет трансформацию данных для автоматизации обработки и экстракции данных) и встроенная крупноформатная таблица в стиле Excel

Пользователю доступны широкими возможностями масштабного управления для анализа

• экспорт в xls формат
• расширенный поиск;
• большой набор математических функций
• библиотека основных тестов ВАХ;
• библиотека тестов в области нанотехнологий
• библиотека внешних инструментальных команд
• встроенные тесты испытания на надежность
• фабрично установленные константы