美國吉時利KEITHLEY參數(shù)分析儀4200-SCS研究應用領域：
半導體材料和器件的研發(fā)—傳統(tǒng)的半導體和微電子專業(yè)
器件和工藝的參數(shù)監(jiān)控—半導體工藝線，生產(chǎn)
器件的建模（Modeling)—半導體器件的設計，集成電路的設計
可靠性和壽命測試—半導體器件可靠性研究
高功率MOSFET，BJT和III-V族器件（GaN，GaAs)的特性分析
納米器件研究；
光電子器件的研究（LED，OLED等）；
非易揮發(fā)性存儲器測試—Flash閃存，相變存儲器（PRAM），鐵電存儲器（FeRAM)，阻變存儲器（RRAM)等；
有機半導體特性分析
太陽能電池及光伏電池特性分析
確定樣品的電阻率和Hall載流子濃度
氧化層厚度、柵面積、串聯(lián)電阻、平帶電容、電壓、開啟電壓、體摻雜、有效氧化層電荷密度、可動電荷、金屬-半導體功函數(shù)、德拜長度、體電勢等。
標準C-V掃描：普通MOSFET，二極管和電容器；
MOScap：測量MOS電容器上的C-V，提取參數(shù)包括氧化層電容，氧化層厚度，摻雜濃度，耗盡深度，德拜長度，平帶電容，平帶電壓，體電勢，閾值電壓，金屬半導體功函數(shù)，有效氧化層電荷；
MOSFET：對一個MOSFET器件進行一個C-V掃描。提取參數(shù)包括：氧化層厚度，氧化層電容，平帶電容，平帶電壓，閾值電壓，摻雜濃度與耗盡深度的函數(shù)關系；
壽命：確定產(chǎn)生速度并進行壽命測試（Zerbst圖）；
可動離子：使用BTS方法確定并提取平帶電壓參數(shù)確定可動電荷。包括對Hot Chuck熱吸盤的控制。在室溫下測試樣品，然后加熱后測試，然后再恢復至室溫下以確定平帶漂移電壓，從而確定可動電荷；
電容：在金屬-絕緣-金屬（MIM）電容器上進行C-V掃描和C-f掃描，并計算出標準偏差；
PN結(jié)：測量P-N結(jié)或肖特及二極管的電容與其片置電壓的函數(shù)關系；
光伏電池：測量一個發(fā)光太陽電池的正向和反向DC特性，提取參數(shù)，功率，電流，電壓，短路電流，開路電壓，效率。同時執(zhí)行C-V和C-f掃描特性；
BJT：在端-端之間測量電容（OV偏置情況下），Cbe，Cbc，Cec；
接線電容：測量晶圓上小的互相接線之間的電容；
納米線：在兩端的納米線器件上進行C-V掃描；
閃存：在一個典型的柵極懸浮閃存器件上進行C-V測量。
碳納米管、生物芯片/器件、碳納米管FET、納米線、分子線、分子晶體管、多管腳納米格
超快I-V的源和測量在很多技術領域變得越來越重要，包括化合物半導體，中功率器件，中功率器件，非易揮發(fā)性存儲器，MEMS（微機電器件），納米器件，太陽電池和CMOS器件。
脈沖I-V對器件進行特性分析可以實現(xiàn)用傳統(tǒng)DC方法無法實現(xiàn)的任務，比如，對納米器件的自熱效應的克服，對于高K柵極電介質(zhì)器件中因電荷陷阱效應而導致的磁滯效應般的電流漂移。
瞬態(tài)I-V測試使得科研人員來獲取高速的電流或電壓波形。脈沖信號源可用于器件可靠性中的應力測試，或者以多階梯脈沖模式對存儲器件的擦、寫操作
通用的脈沖I-V器件測試
CMOS器件特性分析：電荷泵，自熱效應，電荷陷阱，NBTI/PBTI分析
非易揮發(fā)性存儲器：閃存，相變存儲器
化合物半導體器件和材料：LED等
納米器件和MEMS等
什么是美國吉時利KEITHLEY4200-SCS參數(shù)分析儀？
美國吉時利KEITHLEY參數(shù)分析儀4200-SCS是一款能進行器件、材料或過程電氣特性分析的模塊化全集成參數(shù)分析儀。利用9個測量槽和內(nèi)置低噪聲接地單元，您可以根據(jù)測試要求或預算限制進行精密配置。
直流I-V測量是器件和材料測試的基礎。美國吉時利KEITHLEY4200-SCS源測量單元（SMU）是高精度源電流或電壓以及同步測量電流和電壓的精密儀器。美國吉時利KEITHLEY4200-SCS提供的寬范圍I-V測量包括：亞ρA漏電測量、μΩ電阻測量。
電容-電壓（C-V）測試廣泛用于確定各種半導體參數(shù)，例如摻雜濃度和分布、載流子壽命、氧化層厚度、界面態(tài)密度等。美國吉時利KEITHLEY4200-SCS提供3種C-V法：多頻（1kHz~10MHz）C-V、超低頻（10mHz~10Hz）C-V和準靜態(tài)C-V。
在分析器件特性時，脈沖I-V測試非常適于防止器件自發(fā)熱或最小化電荷俘獲效應。通過用窄脈沖和/或小占空比脈沖代替直流信號，可以在保持DUT性能的同時提取重要參數(shù)。瞬態(tài)I-V測量能讓科學家或工程師在時域采集超高速電流或電壓波形以便研究動態(tài)特性。
保持MOS結(jié)構柵氧化層的質(zhì)量和可靠性是半導體圓廠的一項關鍵任務。電容-電壓（C-V）測量通常用于深入研究柵氧化層的質(zhì)量。4200-SCS配備C-V儀器模塊后能簡化MOS電容器測量的檢驗和分析。4200-SCS包括了氧化層厚度、平帶電壓和閾值電壓等常用測量參數(shù)。
應力測量檢測常用于估計半導體器件的工作壽命和磨損性故障。標準WLR測試包括熱載流子注入（HCI）或溝道熱載流子（CHC），負偏壓溫度不穩(wěn)定性（NBTI）以及與時間有關的介質(zhì)擊穿（TDDB）。這類數(shù)據(jù)用于評價器件設計和監(jiān)控制造過程。
憑借超快I-V模塊的多脈沖波形發(fā)生和測量功能，美國吉時利KEITHLEY4200-SCS專用于應對的、非易失存儲設備的挑戰(zhàn)。下面示出強大功能能讓您滿足幾乎所有NVM電池的測試需求。
納米技術研究分子級物質(zhì)，一個一個的原子，以建立具有全新特性的結(jié)構?，F(xiàn)在的研究包括利用碳納米管、半導體納米線、有機分子電子和單電子器件的設備。由于物理尺寸太小，這些器件不能用標準方法測試。美國吉時利KEITHLEY4200-SCS參數(shù)分析儀具有廣泛的測試應用庫能讓您快速、自信地完成測試。
什么是自動分析套件（ACS）?
自動分析套件（ACS）是功能強大的軟件架構，便于工程師對半導體器件進行各種測試，對其特性進行詳細的分析。自動分析套件（ACS）可以與吉時利公司多種業(yè)界的源測量單元（SMU）儀器及系統(tǒng)配合使用。利用標準的自動分析套件ACS，可以對在晶圓級或晶匣級對自動探針進行控制。對于手動和單一器件測試，可以考慮ACS Basic Edition. 對于高級多個待測器件晶圓級可靠性測試，可以使用標準自動分析套件（ACS）以及ACS-2600-RTM。
參數(shù)測試自動特性分析套件 （ACS）可用于過程控制監(jiān)視（PCM）以及其他相關應用。由于它可以與圖形用戶接口（GUI）進行交互，非常適合小批量生產(chǎn)應用以及包含各種半定制硬件配置的實驗室應用。
模片分類吉時利公司為半導體器件、傳感器、MEMS以及小型模擬IC的片上模片分類或 已知優(yōu)良模片（KGD） 測試提供高速解決方案，通過專有的高精密源測量單元（SMU）儀器或IV儀器可以對這類器件進行測試和分裝。下面對吉時利公司諸多“測量能力”進行探討和介紹。
晶圓級可靠性自動特性分析套件 （ACS）包括與HCI、NBTI、TDDB、EM等有關的各種測試模塊和項目。而且吉時利公司的多種源測量單元儀器和系統(tǒng)已經(jīng)擴展至多通道并行測試、超快NBTI、超高壓Vds擊穿測試。下面對吉時利公司諸多“測量能力”進行探討和介紹。
IC器件特性分析對各種IC器件和測試結(jié)構的諸多深度測試、測量結(jié)果及參數(shù)采集進行創(chuàng)建和管理，包括MOSFET、MOSCAP、二極管、可靠性測試結(jié)果等。下面對吉時利公司諸多“測量能力”進行探討和介紹。
組件特性分析對 MOSFET、雙極晶體管、二極管、高功率IGBT等分立半導體器件的各種深度測試和測量結(jié)果進行創(chuàng)建和管理。下面對吉時利公司諸多“測量能力”進行探討和介紹。
吉時利 (Keithley) 儀器公司在其4200型半導體特性分析系統(tǒng)中新增加了脈沖信號發(fā)生和測量功能，支持脈沖式的半導體特性分析功能。
新的PIV（脈沖I-V）子系統(tǒng)，更便于進行高介電（High－k）材料、熱敏感器件和*存儲芯片等的前沿技術研究，使其測量更加準確，產(chǎn)品投入市場更加快速。據(jù)稱這是款商用化的集成了精確、可重復的脈沖和DC測量于一體的解決方案，而且使用非常方便。
脈沖I-V （簡稱PIV）子系統(tǒng)是吉時利公司Model 4200-SCS系統(tǒng)的一個新增選項。Model 4200-SCS系統(tǒng)適用于實驗室級別的精準DC特性測量和分析，具有亞飛安級的微電流分辨率和實時繪圖、數(shù)據(jù)分析和處理能力。該系統(tǒng)集成了目前的半導體特性分析性能，包括一臺帶有Windows XP操作系統(tǒng)和大容量存儲器的嵌入式PC機。
脈沖I-V （PIV）子系統(tǒng)建立在一個新的雙通道脈沖發(fā)生器卡上，該卡的特點是擁有兩個獨立的通道，頻率范圍從1Hz到50MHz。它能夠產(chǎn)生短到10納秒的脈沖，允許對SOI和其他65nm以及更小尺寸的器件和過程進行真實的等溫脈沖測量。精細的脈沖邊緣的緩慢控制允許對界面態(tài)、AC Stress測試和存儲器測試進行精確的源和測量。用戶能夠控制幾個脈沖參數(shù)，例如：脈沖寬度、占空比、升降時間、幅度和偏移量。把脈沖式的功能和測量同Model 4200-SCS的DC特性結(jié)合起來，這在市場上尚是的。 與脈沖I-V （PIV）子系統(tǒng)捆綁在一起的新的、正在申請的軟件，無論在準確度還是在可重復性方面都帶來了更好的效果。集成的軟件和面向用戶的友好界面都是很容易學習和使用的，所以即使是非專業(yè)的用戶都能快速上手并且得到很好的脈沖I-V測量結(jié)果。
PIV軟件控制著脈沖發(fā)生器和測量，設置和驅(qū)動雙通道脈沖發(fā)生器的脈沖產(chǎn)生、觸發(fā)、進行脈沖測量，并收集和提交數(shù)據(jù)。 新的PIV軟件套裝，具有為保證測量完整性而設置的電纜補償算法和為精確的脈沖極限電壓提取設置的Load-line校正方案。
PIV子系統(tǒng)內(nèi)包含了一些樣例方案（Sample Projects）和代碼，用于執(zhí)行脈沖I-V和界面態(tài)測試，節(jié)省軟件開發(fā)的時間和費用。完整的PIV子系統(tǒng)縮短了脈沖測量的學習曲線，還允許在單一系統(tǒng)中進行多種測試。
主要特點及優(yōu)點:
直觀的、點擊式Windows 操作環(huán)境
*的遠端前置放大器，將SMU的分辨率擴展至0.1fA
內(nèi)置PC提供快速的測試設置、強大的數(shù)據(jù)分析、制圖與打印、以及測試結(jié)果的大容量存儲
*的瀏覽器風格的軟件界面，根據(jù)器件的類型來安排測試，可以執(zhí)行多項測試并提供測試序列與循環(huán)控制功能
支持 Keithley590 型與 Agilent 4284 型C-V 儀、Keithley 開關矩陣與Agilent 81110 脈沖發(fā)生器等多種外圍設備
硬件由Keithley 交互式測試環(huán)境（KITE）來控制
用戶測試模塊功能，可用于外接儀表控制與測試平臺集成，是KITE功能的擴充
包括驅(qū)動軟件，支持Cascade Microtech Summit12K 系列、 Karl Suss PA-200、micromanipulator 的8860 自動和手動探針臺
容易使用的4200-SCS型半導體特性分析系統(tǒng)用于實驗室級的器件直流參數(shù)測試、實時繪圖與分析，具有高精度和亞f的分辨率。它提供了的系統(tǒng)集成能力，包括完整的嵌入式PC機，Windows NT操作系統(tǒng)與大容量存儲器。其自動記錄、點擊式接口加速并簡化了獲取數(shù)據(jù)的過程，這樣用戶可以更快地開始分析測試結(jié)果。4200-SCS 提供了很大的靈活性，其硬件選項包括開關矩陣、Keithley 與Agilent C-V 儀以及脈沖發(fā)生器等多種選擇。
4200-SCS為模塊化結(jié)構配置非常靈活。系統(tǒng)最多可支持八個源－測量單元，包括最多四個具有1A/20W能力的大功率SMU。遠端前置放大器選件 4200-PA，可以有效地減少長電纜所貢獻的噪聲，且使SMU擴大五個小電流量程，使其測量能力擴展到0.1fA。前置放大器模塊同系統(tǒng)有機地組合成一體，從使用者看來，相當于擴充了SMU的測量分辨率。
吉時利儀器公司推出全新業(yè)界4200-SCS
包含整合式C-V 模組和軟體 使得C-V/I-V/PULSE測試更精確更迅速
吉時利儀器公司(Keithley Instruments； NYSE:KEI)針對其功能強大的Model 4200-SCS半導體元件特性分析系統(tǒng)發(fā)表新款C-V量測儀器。Model 4200-CVU 儀器可將CV量測模組，插入Model 4200-SCS的插槽，快速且輕易地量測fF至nF的電容，支援10kHz至10MHz的頻率。Model 4200-CVU其創(chuàng)新設計含有8項申請中的。這項設計提供直覺式點選的操作介面、及內(nèi)建的元件模組以取得有效的C-V量測數(shù)據(jù)。讓每個使用者都能更輕松的執(zhí)行C-V量測。
Model 4200-CVU 內(nèi)含的測試資料庫，大幅提升測試的效率。運用Keithley的Model 4200-LS-LC-12，這款特制交換矩陣、擴充卡搭配纜線及轉(zhuǎn)接器的組合，僅須一次量測就能完成緊密整合的C-V/I-V測試。選購的Model 4200-PROBER-KIT 套件，讓Model 4200-SCS 能輕易連結(jié)至最普及的探針，建構一個全面的C-V測試系統(tǒng)，易于設定與執(zhí)行I-V測試。
廣泛的應用支援
透過這些4200-SCS 系列產(chǎn)品，吉時利在C-V量測方面取得地位，如今能透過單一半導體測試儀器滿足范圍的應用，涵蓋探針的配置、元件類型、制程科技、及量測方法，包括pulse I-V。Model 4200-CVU 和選購模組能解決其他特性曲線分析系統(tǒng)面臨的許多問題 ─ 不是無法提供整合式C-V/I-V/pulse功能，就是其使用者操作介面與軟體資料庫的支援有限。此外，系統(tǒng)的彈性與強大的測試執(zhí)行引擎，可把I-V、C-V、及脈沖測試整合在相同測試流程。因此，Model 4200-SCS能以一個緊密整合的特性曲線分析解決方案，取代各種電子測試工具。
吉時利的Model 4200-SCS也能支援 C-V/I-V/pulse 并搭配其他儀器等測試方法，這些特色讓4200-SCS/CVU 解決方案適合支援：
?半導體技術開發(fā) / 制程開發(fā) / 可靠度實驗室
?材料與元件研究實驗室與聯(lián)盟
?需要桌上型DC或pulse儀器的實驗室
?大多數(shù)需要多重用途 / 多重儀器小型設備的半導體實驗室與使用者
功能強大的軟體
Model 4200-SCS 比起市面上的半導體特性曲線分析系統(tǒng)、擁有更簡易操作的Windows介面(GUI)。根據(jù)累積多年顧客互動與意見回饋進行研發(fā)，使用的簡易性擴及新款Model 4200-CVU 硬體與軟體模組，是其互動測試環(huán)境與執(zhí)行引擎的自然延伸方案。吉時利為支援Model 4200-CVU 硬體，推出眾多樣本程式、測試資料庫、以及內(nèi)建能立即執(zhí)行的參數(shù)擷取范例。
八個軟體資料庫提供范圍的C-V測試與分析。它們涵蓋所有標準應用，包括C-V、C-t、及C-f量測與分析，支援高與低K介電系數(shù)結(jié)構、MOSFET、BJT、二極體、快閃記憶體、光伏特元件、III-V族復合元件、以及奈米碳管(CNT)元件。除了接合面、針腳對針腳、和互連電容外，分析與參數(shù)擷取軟體還能計算出摻雜情況、 氧化層厚度、移動電荷、載子生命周期等資料。這些測試結(jié)果包括各種不同的線性和客制化的 C-V 掃瞄、以及 C 對時間和 C 對頻率掃描。
有別于其他特性曲線分析系統(tǒng)，吉時利 C-V/I-V 會在一個紀錄詳盡的開放式環(huán)境中進行分析與擷取程式運作，讓使用者能輕易修改與客制化設定其運作程序。整合型的范例程式，是根據(jù)吉時利工程師累積的應用知識所規(guī)劃，協(xié)助縮短開發(fā)時間。
Model 4200-CVU 還含有各種*的偵測工具，協(xié)助確保C-V測試結(jié)果的有效性。若不確保測試結(jié)果是否精確呢？僅須點選螢幕上的 “Confidence Check” 按鈕，或使用即時前方面板，隔離測試區(qū)域以便進行驗證。
Model 4200-SCS提供的使用者經(jīng)驗，帶來最短的學習曲線。它能解決半導體實驗室管理者面臨的許多問題，協(xié)助他們提高元件特性分析與模型建構時的生產(chǎn)力與效率。
Model 4200-CVU稱贊的是其優(yōu)異的量測準確性、速度、效率，這歸因于Model 4200-SCS的高速數(shù)位量測硬體，以及緊密的硬體與軟體整合，還有吉時利秉持的低雜訊系統(tǒng)設計原則。這些優(yōu)點的組合，意謂Model 4200-CVU 能大幅增進使用者的生產(chǎn)力，不論工作是簡單的設定單一量測作業(yè)，或透過滑鼠點選的方式執(zhí)行一連串的預設測試程序、或是像觸發(fā)與執(zhí)行多個C-V掃瞄等復雜作業(yè)。系統(tǒng)的高速數(shù)位架構，意謂著Model 4200-CVU 能以即時模式執(zhí)行與設定C-V掃瞄，速度*其他廠商的C-V儀器。
高度多元化的測試環(huán)境
除了把 I-V/C-V/pulse 測試功能整合至一個彈性化、*整合的測試環(huán)境外，Model 4200-SCS 使用者還有許多其他方案可選擇。其中包括最多8個中或高功率SMU，雙通道脈沖與波形產(chǎn)生器、以及一個整合式數(shù)位示波器。和 Model 4200-CVU一樣，這些儀器都能插入至 Model 4200-SCS 插槽，并透過功能強大的Keithley Test Environment Interactive (KTEI，7.0版)軟體環(huán)境來控制。這個點選式介面能加速測試設定流程、測試程序控制、以及資料分析的作業(yè)。KTEI 還能控制各種外部儀表，包括大多數(shù)探針臺、加溫基座、測試治具、以及吉時利高完整性矩陣式切換開關，提供業(yè)界的連結(jié)彈性。
避免設備快速淘汰
許多儀器制造商持續(xù)推出的產(chǎn)品，彼此之間可能無法相容，新產(chǎn)品的問市，經(jīng)常代表前一代設備必須走入歷史 ─ *無法保護客戶的投資。Keithley持續(xù)將硬體與軟體升級至Model 4200-SCS的策略，意謂Model 4200-CVU模組，以及所有相關的軟體與選購硬體，都能更新至Model 4200-SCS。這種輕易升級的管道，讓客戶不必每隔幾年就須購買新的參數(shù)分析儀，以配合元件或材料技術的創(chuàng)新發(fā)展?？蛻魞H須以低廉的成本就能升級系統(tǒng)，以配合業(yè)界持續(xù)演進的測試需求，讓投入至Model 4200-SCS的資金能進一步延伸， 超越其他廠商的測試解決方案。此外，外部硬體與開發(fā)測試程式的需求，也減至程度。
