Common Device Characterization Tests - Keithley 4200-SCS User Manual

Model 4200-SCS User's Manual
In this section:
Topic
How to perform an I-V test on my device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4
Default project overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4
How to perform a C-V test on my device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12
KITE ITM configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12
Definition tab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12
Forcing functions and measure options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-14
Selecting the forcing function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-15
CVU ITM examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-19
CVU Voltage Sweep . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-20
CVU Voltage List Sweep . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-21
CVU Frequency Sweep (bias) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-22
CVU Frequency Sweep (step) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-24
How to perform a Pulsed I-V test on my device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-25
Introduction (PIV-A and PIV-Q) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-25
Pulse IV for CMOS:Model 4200-PIV-A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-26
4200-PIV-A test connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-27
4200-900-01 Rev. K / February 2017

Common Device Characterization Tests

4- terminal n-MOSFET tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5
Three terminal NPN BJT tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6
Two wire resistor test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6
Diode tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-7
Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9
Leveraging the default project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9
Copying entire KITE project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10
Copying individual tests using the test library manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10
Changing KITE startup behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11
Terminal settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12
Setting the DC bias conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-16
Setting the AC drive conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-16
Measure settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-16
Test conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-16
Advanced settings (terminal properties) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-16
Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-18
Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-19
CVU Voltage Bias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-19
What is Pulse IV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-26
Why use Pulse IV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-26
What PulseIV Packages are available for the Model 4200-SCS . . . . . . . . . . . . . . . 3-26
What is the PIV-A PulseIV Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-26
Target applications and test projects for PIV-A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-27
Supplied interconnect parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-28
Supplied tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-29
Model 8101- PIV test fixture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-30
Prober Interconnect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-31
DC Prober Interconnect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-31
RF Prober Interconnect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-32
PIV-A interconnect assembly procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-33
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