納米測量的中心議題:

• 納米器件測量解決方案

納米測量的解決方案:

• 選擇合適的納米測量方案
• 選擇合適的納米測量工具

隨(sui)著(zhe)納(na)米(mi)技(ji)術(shu)日(ri)新(xin)月(yue)異(yi)的(de)發(fa)展(zhan)，研(yan)究(jiu)已(yi)深(shen)入(ru)到(dao)原(yuan)子(zi)挨(ai)原(yuan)子(zi)的(de)分(fen)子(zi)級(ji)

，構(gou)造(zao)具(ju)有(you)全(quan)新(xin)特(te)性(xing)的(de)新(xin)結(jie)構(gou)。特(te)別(bie)地(di)，納(na)米(mi)電(dian)子(zi)領(ling)域(yu)的(de)發(fa)展(zhan)十(shi)分(fen)迅(xun)速(su)，其(qi)潛(qian)在(zai)影(ying)響(xiang)涉(she)及(ji)非(fei)常(chang)寬(kuan)的(de)行(xing)業(ye)領(ling)域(yu)。目(mu)前(qian)的(de)納(na)米(mi)電(dian)子(zi)研(yan)究(jiu)的(de)內(nei)容(rong)主(zhu)要(yao)是(shi)如(ru)何(he)開(kai)發(fa)利(li)用(yong)碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)

、半導體納米線
、分子有機電子和單電子器件。

不過，由於多方麵的原因
，這些微小器件無法采用標準的測試技術進行測試。其中一個主要原因在於這類器件的物理尺寸。某些新型“超CMOS”器qi件jian的de納na米mi級ji尺chi寸cun很hen小xiao，很hen容rong易yi受shou到dao測ce量liang過guo程cheng使shi用yong的de甚shen至zhi很hen小xiao電dian流liu的de損sun壞huai。此ci外wai，傳chuan統tong直zhi流liu測ce試shi技ji術shu也ye不bu總zong是shi能neng夠gou揭jie示shi器qi件jian實shi際ji工gong作zuo的de情qing況kuang。

相關鏈接：
納米器件測量解決方案詳解（上）:脈衝測試原理和方法
http://wap.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80010973
納米器件測量解決方案詳解（下）:選擇合適的納米測量方案和工具
http://wap.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80010974

實現納米器件的微小I-V測量
在對納米器件進行電流-電壓（I-V）maichongtezhengfenxishitongchangxuyaoceliangfeichangxiaodedianyahuodianliu，yinweiqizhongxuyaofenbiejiazaihenxiaodedianliuhuodianyaqukongzhigonghaohuozhejianshaojiaoerrexiaoying。zheli

，didianpingceliangjishubujinduiyuqijiandeI-Vtezhengfenxierqieduiyugaodiandaolvcailiaodedianzuceliangdoufeichangzhongyao。liyuyanjiurenyuanhedianzixingyeceshigongchengshieryan，zheyigonghaoxianzhiduidangqiandeqijianyucailiaoyijijinhouqijiandetezhengfenxitichulejudadetiaozhan。

與微米級元件與材料的I-V曲線生成不同的是
，對納米材料與器件的測量需要特殊的方法和技巧。I-Vzhiliutezhengfenxitongchangcaiyongliangdianshidianqiceliangjishulaishixian。zhezhongfangfadewentishiruguotigongdianliuyuanbingceliangdianya，namesuocedededianyabujinbaokuoqijianshangdeyajiang，erqiebaokuoceshiyinxianhejiechudianshangdeyajiang。ruguomubiaoshiceliangmougeqijiandedianzu
，caiyongputongoumubiaoceliangdayujigeoumudedianzu
，namezhezhongceliangfangfazengjiadedianzutongchangbuchengwenti。danshi，dangceliangdaodiannamicailiaohuoyuanjiandedidianzushi，ruguocaiyongliangdianceliangfangfa，jishishiyongmaichongceshi，yenanyihuodezhunquedejieguo。

如果脈衝I-V特te征zheng分fen析xi或huo電dian阻zu測ce量liang涉she及ji低di電dian壓ya或huo低di電dian阻zu
，例li如ru分fen子zi導dao線xian和he半ban導dao體ti納na米mi線xian
，那na麼me采cai用yong基ji於yu探tan針zhen台tai的de四si線xian開kai爾er文wen測ce量liang方fang法fa將jiang會hui得de到dao更geng準zhun確que的de結jie果guo。開kai爾er文wen測ce量liang法fa中zhong采cai用yong了le另ling外wai一yi套tao探tan針zhen進jin行xing探tan測ce。由you於yu探tan測ce輸shu入ru端duan上shang具ju有you很hen高gao的de阻zu抗kang
，因yin此ci流liu過guo這zhe些xie探tan針zhen的de電dian流liu可ke以yi忽hu略lve不bu計ji，從cong而er測ce出chu的de隻zhi有youDUT兩端上的電壓降。這樣一來，電阻測量結果和生成的I-V曲線就更加精確。實現這一測量方法所需的源和測量功能的通常稱為源-測量單元（SMU）
，它能夠提供電源並測量直流電壓和電流。

脈(mai)衝(chong)測(ce)試(shi)可(ke)以(yi)借(jie)助(zhu)直(zhi)流(liu)測(ce)量(liang)中(zhong)用(yong)到(dao)的(de)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)低(di)電(dian)平(ping)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)。要(yao)想(xiang)在(zai)低(di)電(dian)平(ping)下(xia)實(shi)現(xian)更(geng)有(you)效(xiao)的(de)脈(mai)衝(chong)測(ce)量(liang)，脈(mai)衝(chong)測(ce)試(shi)技(ji)術(shu)應(ying)該(gai)與(yu)行(xing)頻(pin)同(tong)步(bu)技(ji)術(shu)結(jie)合(he)使(shi)用(yong)。通(tong)過(guo)同(tong)步(bu)脈(mai)衝(chong)測(ce)量(liang)與(yu)行(xing)頻(pin)
，可(ke)以(yi)消(xiao)除(chu)所(suo)有(you)50/60Hz的行頻噪聲。

對於需要較高電壓靈敏度的應用，即使是很小的誤差也不容忽視。避免這些誤差的一種常用方法是采用德爾塔方法。德爾塔是指“之前”和“當前”讀(du)數(shu)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)值(zhi)，可(ke)用(yong)於(yu)校(xiao)正(zheng)直(zhi)流(liu)偏(pian)移(yi)量(liang)。但(dan)是(shi)，直(zhi)流(liu)偏(pian)移(yi)量(liang)常(chang)常(chang)會(hui)發(fa)生(sheng)漂(piao)移(yi)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)一(yi)種(zhong)類(lei)似(si)的(de)稱(cheng)為(wei)三(san)點(dian)德(de)爾(er)塔(ta)的(de)方(fang)法(fa)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)。其(qi)中(zhong)，在(zai)脈(mai)衝(chong)之(zhi)後(hou)再(zai)進(jin)行(xing)第(di)三(san)次(ci)測(ce)量(liang)可(ke)以(yi)校(xiao)正(zheng)這(zhe)種(zhong)漂(piao)移(yi)。

選擇合適的納米測量工具
對(dui)於(yu)納(na)米(mi)電(dian)子(zi)和(he)半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)與(yu)薄(bo)膜(mo)，采(cai)用(yong)靈(ling)敏(min)的(de)電(dian)氣(qi)測(ce)量(liang)工(gong)具(ju)是(shi)十(shi)分(fen)必(bi)要(yao)的(de)。它(ta)們(men)提(ti)供(gong)的(de)數(shu)據(ju)能(neng)夠(gou)幫(bang)助(zhu)我(wo)們(men)完(wan)全(quan)掌(zhang)握(wo)新(xin)材(cai)料(liao)的(de)電(dian)氣(qi)特(te)性(xing)和(he)新(xin)器(qi)件(jian)與(yu)元(yuan)件(jian)的(de)電(dian)氣(qi)性(xing)能(neng)。納(na)米(mi)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)必(bi)須(xu)要(yao)高(gao)得(de)多(duo)
，因(yin)為(wei)需(xu)要(yao)測(ce)量(liang)的(de)電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)更(geng)低(di)
，而(er)且(qie)很(hen)多(duo)納(na)米(mi)材(cai)料(liao)還(hai)明(ming)顯(xian)表(biao)現(xian)出(chu)改(gai)善(shan)的(de)特(te)性(xing)，例(li)如(ru)超(chao)導(dao)性(xing)。待(dai)測(ce)電(dian)流(liu)的(de)幅(fu)值(zhi)可(ke)能(neng)處(chu)於(yu)飛(fei)安(an)量(liang)級(ji)
，電(dian)壓(ya)處(chu)於(yu)納(na)伏(fu)量(liang)級(ji)，電(dian)阻(zu)低(di)至(zhi)微(wei)歐(ou)量(liang)級(ji)。因(yin)此(ci)
，測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)和(he)儀(yi)器(qi)必(bi)須(xu)盡(jin)可(ke)能(neng)地(di)減(jian)少(shao)噪(zao)聲(sheng)和(he)其(qi)他(ta)誤(wu)差(cha)源(yuan)
，以(yi)免(mian)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)。

具有0.1fA（即100埃安）和1μV分辨率的吉時利4200-SCS半導體特征分析係統就是這樣一種解決方案。其專門提供的脈衝I-V工具套件為脈衝I-V測量提供了雙通道脈衝發生與測量功能。如果結合內部安裝的高速脈衝發生器和示波器

，4200及其PIV工具套件能夠同時實現直流和脈衝I-V測試。

信號反射常常會幹擾用戶定製的脈衝測試係統，為了盡可能減少由於阻抗匹配不好而造成的信號反射，吉時利的4200脈衝I-V測試解決方案提供了一種係統互連箱——RBT（Remote Bias-Tee），為連接脈衝發生器提供了AC/DC耦合
，該直流測試儀器的原理結構如圖1所示。

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利用這種工具套件

，研究人員可以同時進行直流和脈衝IV測試以掌握器件特性，例如如圖2所示的FET器件係列特征曲線。
 

對於具有較大電阻幅值變化的各種導電材料或器件，用戶利用吉時利的6221/2182A組合可以設置最佳的脈衝電流幅值、脈衝間隔、脈衝寬度和其它一些脈衝參數，從而最大限度降低了DUT上的功耗。6221能夠在全量程上產生具有微秒級上升時間的短脈衝（減少了熱功耗）。6221/2182A組合能夠實現脈衝和測量同步——可以在6221加載脈衝之後的16μs內開始測量。整個脈衝，包括一次完整的納伏測量一起，可以短達50μs。6221和2182A之間的行同步也消除了與電源線相關的噪聲。

最後，吉時利的3400係列脈衝/碼型發生器為廣大納米技術研究者提供了處理各種應用需求的靈活性。用戶可以設置脈衝參數
，例如幅值、上升和下降時間

、脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)和(he)占(zhan)空(kong)比(bi)，可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)多(duo)種(zhong)操(cao)作(zuo)模(mo)式(shi)
，包(bao)括(kuo)用(yong)於(yu)材(cai)料(liao)和(he)器(qi)件(jian)特(te)征(zheng)分(fen)析(xi)的(de)脈(mai)衝(chong)與(yu)猝(cu)發(fa)模(mo)式(shi)。其(qi)簡(jian)潔(jie)的(de)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)加(jia)快(kuai)了(le)學(xue)習(xi)曲(qu)線(xian)的(de)建(jian)立(li)過(guo)程(cheng)，相(xiang)比(bi)同(tong)類(lei)產(chan)品(pin)能(neng)夠(gou)使(shi)用(yong)戶(hu)更(geng)快(kuai)地(di)設(she)置(zhi)和(he)執(zhi)行(xing)測(ce)試(shi)操(cao)作(zuo)。

結束語
脈衝測試為人們和研究納米材料、namidianzihemuqiandebandaotiqijiantigongleyizhongzhongyaoshouduan。zaijiadianyamaichongdetongshiceliangzhiliudianliushidianhebengdejibenyuanli，zheduiyuceliangbandaotihenamicailiaodeguyoudianhefuhuotexingshihenzhongyaode。shijiadianliumaichongtongshiceliangdianyashiyanjiurenyuannenggouduixiayidaiqijianjinxingdidianzucelianghuozhejinxingI-V特征分析
，同時保護這些寶貴的器件不受損壞。