NI PXI應對半導體陣列測試效率卡殼四大方案之支持開關切換的超短脈沖I-V測試
2025-09-02
NI PXI應對半導體陣列測試效率卡殼四大方案之支持開關切換的超短脈沖I-V測試
如今的新型材料器件，目前的發展趨勢已經由單個單元慢慢轉向大規模陣列的形式， 然而，傳統的半導體參數分析儀的設計主要針對單個器件單元，當測試規模從幾個通道擴展到上百上千個，如果繼續沿用傳統方式進行單個通道逐一測量，測試效率將面臨著極大的挑戰。
應用挑戰
新型材料與陣列器件的測試正面臨四類現實挑戰：
其一，開關時間下探至納秒/皮秒，需在可切換網絡下輸出并采樣超短脈沖以還原瞬態；
其二，通道規模從個位到百千級，串行掃描吞吐不足，必須多通道同步并行 I-V；
其三，需在同一平臺完成Rds（on）、Cgs、轉移/輸出曲線、1/f 噪聲等全面表征；
其四，芯片內置 ADC/DAC 普及，測試需可編程數字協議與并行脈沖時序配合批量讀寫。
測試方案介紹
為了應對這些挑戰，NI基于其高度模塊化的PXI平臺推出了一套面向未來計算芯片測試場景的集成式測試系統解決方案。該系統通過軟硬件一體化設計，覆蓋新型材料器件的單個節點，陣列，高精度，超快速脈沖等多種測試場景的需求，為新型器件驗證與測試提供平臺支撐。
為滿足上述復雜多元的測試需求，NI在基于PXI套件中提供了四套方案，以下是第一套方案：
支持開關切換的超短脈沖I-V測試
應用背景：憶阻器、鐵電器件等對脈沖響應敏感，需要在納秒級激勵下觀察陣列器件的極化、開關、電導態變化等行為。傳統的臺式儀表通道數目有限，難以在較低測試成本的條件下，覆蓋通道數目較多同時又需要超短脈沖的測試場景。
基于以上技術難點，NI推出了本測試方案，支持直連狀態下最短13ns的脈沖輸出以及約100ns的帶切換模式脈沖寬度，可靈活配置脈沖波形、幅值、上升沿與占空比，并在不更換連線的前提下切換至SMU測量模式，實現Pattern生成與模擬量測量的無縫聯動，適用于高速開關器件、憶阻器等需高時間精度激勵與測量的場景。
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