Architettura universale di elaborazione dei segnali Piattaforma di prototipazione in tempo reale per lo sviluppo di silicio

Il controllo sincronizzato è essenziale quando si caratterizzano dispositivi che presentano un comportamento dipendente dal tempo, caratteristiche di commutazione rapide o che sono sensibili all'autoriscaldamento. Molti fenomeni dei semiconduttori, come l'intrappolamento di carica, la dispersione transitoria o la resistenza dinamica, si manifestano su scale temporali che vanno dai microsecondi ai nanosecondi. Senza un rigoroso allineamento temporale tra le unità di alimentazione e di misurazione, questi effetti potrebbero essere rappresentati in modo errato o completamente ignorati.

USPA risolve questo problema fornendo un motore di temporizzazione deterministico che attiva simultaneamente tutti i canali di misurazione e le forme d'onda di stimolo con una risoluzione inferiore a 10 ns. Ciò garantisce una correlazione accurata tra i segnali applicati e la risposta osservata del dispositivo. Ad esempio, nella caratterizzazione di un GaN HEMT, gli impulsi di gate e drain devono essere allineati con precisione per misurare il tempo di salita, il superamento e il recupero inverso. Le piattaforme USPA riducono anche la latenza e il jitter del software, fornendo risultati ripetibili e affidabili anche in scenari di test complessi.

Le piattaforme di prototipazione sono progettate per garantire flessibilità ed espandibilità, consentendo agli ingegneri di configurare i sistemi in base alle specifiche esigenze di test. Moduli quali SMU, generatori di forme d'onda (WGFMU), unità di misura della capacità (CMU) e controller di commutazione possono essere aggiunti o rimossi a seconda dell'applicazione. La piattaforma di prototipazione funge da backbone di sincronizzazione, coordinando il controllo, i trigger e la temporizzazione tra gli strumenti attraverso un bus centrale e un set di comandi. Questo approccio consente di:

• Ambienti di test scalabili, dalle configurazioni da banco con singolo dispositivo alle grandi stazioni di test automatizzate a livello di wafer.

• Capacità di misurazione cross-domain, come la combinazione di misurazioni IV, CV e del polso in un unico flusso di test.

• Progetti di sistemi aggiornabili, in cui è possibile soddisfare i requisiti di test futuri aggiungendo moduli o aumentando il numero di canali senza dover rivedere la configurazione esistente.

Questa modularità è particolarmente preziosa nei flussi di lavoro di ricerca o produzione in continua evoluzione, supportando ogni aspetto, dalla modellazione dei transistor alla convalida dei dispositivi di potenza e alla caratterizzazione dei materiali.

I sistemi basati su architetture di elaborazione del segnale eccellono nelle applicazioni che richiedono un coordinamento delle misurazioni preciso, ad alta velocità o multidominio. Le principali aree di applicazione includono:

• Test IV/CV a impulsi: Essential caratterizzare dispositivi quali FET al GaN, MOSFET al SiC o transistor CMOS in condizioni di regime transitorio.

• Caratterizzazione della risposta transitoria: analisi del comportamento di commutazione, del recupero dei diodi e dell'iniezione di carica durante le transizioni veloci dei segnali.

• Instabilità termica di polarizzazione (BTI) e rottura dielettrica dipendente dal tempo (TDDB): test di lunga durata che applicano sollecitazioni di tensione con letture intermittenti a impulsi per monitorare il degrado.

• Studi sulla fisica dei materiali e dei dispositivi: analisi del trasporto dei portatori risolto nel tempo, dei transitori di capacità e del comportamento dipendente dalla frequenza nei materiali emergenti.

• Affidabilità e stress test: esecuzione di sequenze automatizzate con tensione, corrente e larghezza degli impulsi strettamente controllate per simulare gli ambienti operativi.

La loro natura deterministica li rende ideali per catturare comportamenti sottili che altrimenti sarebbero mascherati dal jitter di misurazione o dal controllo asincrono dei test.