利用半导体特性分析仪和脉冲发生器测量电荷泵

吉时利配置程序(KCON)设置

KCON是通过GPIB通信来控制4200-SCS的内部硬件(SMU和前置放大器)和外部仪器的软件界面，第一步是向KCON输入恰当的脉冲发生器的型号编码(必要时还需输入开关阵列的型号编码)。只需双击4200-SCS桌面上的KCON图标即可访问KCON。接着，从Tools菜单中，选中Add external Instruments > Pulse Generator >Keithley 3401或3402 Pulse/Pattern Generator。图3显示出添加了该脉冲发生器后的KCON窗口。如果所采用的脉冲发生器的型号未包含在所支持的型号的列表中，则在KCON中应该将其作为“通用仪器(GPI)”而非“脉冲发生器(GPU）”添加。添加脉冲发生器后，KCON可以为脉冲发生器分配一个仪器ID字符串。该ID字符串可以写作PGUx或GPIxI，具体取决于脉冲发生器是以何种方式添加的(脉冲发生器单元或是通用仪器)，x可以是1～4之间的任何一个数字。该ID将用作电荷泵测量的一个输入参数，为KITE软件提供GPIB上的仪器类型及其地址。

图3：KCON设置窗口。

在KITE中建立一个项目

KITE是通过GPIB来控制内部硬件和外部仪器的主要软件界面。通过一个UTM(用户测试模块)在KITE界面上实施电荷泵测量。

双击4200-SCS桌面的KITE图标，激活KITE界面。从Menu图形条中选择File > New project，并键入项目名称。然后再次点击Menu图形条选择Project > Make new subsite plan并键入一个有效的subsite名称。接下来，点击Menu图形条，选中Project > Make new device plan，并从MOSFET文件夹中选择一种器件。最后，点击Menu图形条，点击Project > Make new User Test Module，输入模块名称(例如，BaseSweep)，并点击OK。双击项目树中的BaseSweep模块，将弹出一个设置窗口。该设置窗口中，在下拉的库列表中选中用户库ChargePumping，并从User Module列表中选中模块BaseSweep。选中该模块后，将弹出一个参数窗口，如图4所示。在列表中，第一个参数是PGUId，即KCON的ID。使用恰当的GPIB地址与脉冲发生器进行通信。在参数列表中填写恰当的设置参数，如开关连接(如果无开关，则在GatePin、BulkPin、SourcePin和DrainPin等域中填写0）、频率、脉冲幅值和占空比。恰当定义所有的输入参数后，点击Save按钮(小的软磁盘图表)，则做好测试运行准备了。点击Run按钮(绿色的三角形图表)即可执行测试。一旦测量完毕，其数据可以绘制为图形。图5示出了该图形的两个示例。

图4：KITE项目窗口。

图5：数据图形示例。

计算

吉时利4200-SCS的Formulator功能支持计算。为了激活Formulator窗口，点击某个测试设置窗口definition图标中的Formulator按钮。如图6所示的那样输入的计算公式。所计算出的量值，可以用系统的图形绘制功能绘制成图线。

图6：在Formulator窗口中输入公式。

本文小结

借助脉冲发生器，4200-SCS中的KITE软件可以简单的实现电荷泵测量。通过电流驱动器，用户无需完成任何编程工作，就可以通过一个吉时利3400系列脉冲/模式发生器(还可以与安捷伦81110A/8111A一起使用)完成电荷泵测量。在内置的Formulator中可以完成简单的数据分析，并用其强大的绘图工具绘制出相应的曲线。4200-SCS是测试栅介质界面特性的理想工具，尤其适用于高介电常数材料开发领域。

供稿：吉时利公司