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HIGHLIGHTS
- 高性能低周波ノイズ・アナライザとWaferPro Expressとの統合により、DC特性、キャパシタンス、RF Sパラメータの測定とともに、ターンキーノイズ測定を実現します。
- 業界最高のノイズ感度（－183 dBV2/Hz）により、高電圧（±200 Vまで）かつ超低周波数（0.03 Hzまで）でのノイズ測定を実現します。
- ソフトウェアモジュールは、DC特性、1/fノイズ、ランダム・テレグラフ・ノイズを測定し、データ解析を実行します。
- キーサイトとCascade Microtechとの緊密な協力により、すべての主要なウエハー・プロービング・システムの自動制御による完全な統合型オンウエハーソリューションを実現できます。
E4727A 高性能低周波ノイズ・アナライザでは、さまざまな種類のデバイスに対して、高速かつ正確で再現性の高い低周波ノイズ(LFN)測定を実行できます。Keysight WaferPro Expressソフトウェアとの緊密な統合により、デバイスのモデリングおよび評価エンジニアが、ウエハープローバーを自動制御しながら、DC、キャパシタンスおよびRF Sパラメータの高速測定を含む広範な測定スイーツにノイズ測定を追加できるようになりました。
アプリケーション
アプリケーションは多数ありますが、以下に重要なアプリケーションを紹介します。
- プロセス・デザイン・キット(PDK)の開発 - 半導体デバイスファンドリーは、ファブレス・デザイン・センターが携帯電話用トランシーバー、周波数シンセサイザー、A/Dコンバーターなどのコンポーネントをデザインできるようにします。これを可能にするために、ファンドリーはプロセス・デザイン・キット(PDK)に半導体デバイスのシミュレーションモデルを提供しなければなりません。このシミュレーションモデルでは、可能性のあるすべてのバイアス電流、温度、形状にわたってトランジスタ（BJT、CMOSなど）や抵抗へのノイズの影響を捕捉しなければなりません。
- 製造の統計的プロセス制御 - 例えば、GaNデバイスのメーカーは、早い段階でのデバイスの信頼性の指標としてウエハー全体のノイズ測定を使用する場合があります。このようなデバイスでは、ノイズが大きいとより早く故障する傾向があるからです。キーサイトは、標準的な加速寿命試験とはかなり異なる、信頼性の評価のための非破壊方法を提供しました。さらに、ノイズが重要なパラメータとなる回路アプリケーションでは、ウエハーレベルの測定を使用して数日間、数週間、数か月間の製造期間にわたってノイズ性能の変化を追跡できます。
- ICのノイズ仕様 - オペアンプやリニア電圧レギュレーターの集積回路メーカーは、データシートでの重要な仕様として出力電圧ノイズを評価しなければならないことがよくあります。1つのウエハーにこのような回路が20,000個含まれていることもあります。このウエハー全体（場合によってはウエハーの複数のロット全体）にわたって回路性能を効率的に測定してマッピングするために、プローブとシグナルコンディショニング回路を被試験デバイスの近くに配置してグラウンディングを向上させ外部ノイズの影響を最小限に抑える必要があります。A-LFNAのユニークなモジュラーデザインによりプローブフィクスチャへ短いケーブルで接続でき、このために測定の周波数レンジが広がります。
ターンキー測定
A-LFNAの内蔵測定ルーチンは、DC/ノイズ測定をターンキーで実現します。例えば、N型MOSFETのノイズを測定する場合、固有デバイスノイズを適切に測定できるように、システムがソースインピーダンスと負荷インピーダンスを自動的に選択します。エンジニアは、推奨されたセッティングを受け入れるか変更するかでき、ノイズ測定が開始されます。その後、A-LFNAはノイズパワースペクトル密度（1/fノイズ）とタイムドメインでノイズ(RTN)を測定します。結果のデータは、マルチプロットデータ表示ウィンドウを使用して表示されます。さまざまなウィンドウタブを使用すれば、デバイスのDC動作ポイントの評価およびパワースペクトル密度曲線のスロープの測定のような共通の作業が容易に行えます。キーサイトのモデル・ビルダー・プログラム(MBP)やIC-CAPなどのデバイス・モデリング・ツールを使用して、デバイスモデル内でノイズデータを解析して表示することも可能です。回路デザイナーはこれらのデバイスモデルを使用して極めて正確なRFおよびアナログの低ノイズ回路デザインを確実なものとします。
E4727E3およびB1500Aを用いた自動RTN測定ソリューション
E4727E3は、B1500A 半導体デバイス・アナライザとB1530A 波形発生器／高速測定ユニット(WGFMU)を使用して、ウエハー上の自動RTN測定を低コストで実現します。これにより、ウエハープローバー制御を含むRTN測定とデータ解析の効率が向上します。
主な特長
- 自動RTN測定および自動1/f測定、データ解析
- ウエハーマッピング
- 複数データのオーバーラップ表示
- システム・ノイズ・フロア表示とデータクリッピング
| E4727A A-LFNA |
E4727A A-LFNA |
E4727E3 B1500A用自動RTNソフトウェア | ||
|---|---|---|---|---|
| 測定ソフトウェア | E4727P3 A-LFNA測定／プログラミング・バンドル・ソフトウェア | E4727P3 A-LFNA測定／プログラミング・バンドル・ソフトウェア | E4727E3 WGFMU測定バンドルソフトウェア | |
| ライセンスタイプ | フローティング | フローティング | ノードロック | |
| サポート対象測定器 | E4727A A-LFNA | B1500A（B1530A WGFMU搭載） （オプション） |
B1500A（B1530A WGFMU搭載） | |
| 対象デバイス | FET、BJT、ダイオード、抵抗、回路 | FET | FET | |
| デバイス端子数 | 3、4、5、6 | 3 | 3 | |
| 最大バイアス電圧 | ±200 V | ±10 V | ±10 V | |
| 最大バイアス電流 | ±100 mA | ±10 mA | ±10 mA | |
| FET用のバイアスモード | SetVg、SetId、SetOD、SetODvdlin | SetVg、SetId、SetOD、SetODvdlin | SetVg、SetId、SetOD、SetODvdlin | |
| ノイズフロア | 2E-27 A2/Hz | 1E-25 A2/Hz | 1E-25 A2/Hz | |
| アナログ周波数帯域幅 | 30 mHz～40 MHz | 1 mHz～16 MHz | 1 mHz～16 MHz | |
| 周波数ドメイン測定 | 最小周波数 | 30 mHz | 1 mHz | 1 mHz |
| 最大周波数 | 40 MHz | 16 MHz | 16 MHz | |
| タイムドメイン測定 | 最大サンプリング周波数 | 400 MHz | 200 MHz | 200 MHz |
| 最小サンプリング間隔 | 2.5 ns | 5 ns | 5 ns | |
| 最大サンプリング数 | 224=16,777,216 | 221=2,097,152 | 221=2,097,152 | |
| コントローラーPC | M9036A PXIeエンベディッドコントローラー | M9036A PXIeエンベディッドコントローラー | Windows PC | |
| GPIBインタフェース | M9036A 組込みGPIBインタフェース （Micro-D25ピン） |
M9036A 組込みGPIBインタフェース （Micro-D25ピン） |
USB GPIBインタフェース （Keysight 82357B、NI GPIB-USB-HS） |
A-LFNA - WGFMUの比較
図1. デバイスによるA-LFNA - WGFMUの比較：JFET、バイアス：Ids＝300 pA/1 nA/2 nA/7 nA/100 nA/1 μA、Vds＝50 mV。
WGFMUの詳細については、以下のリンクを参照してください。