DE102023004288A1

DE102023004288A1 - Niederstrom-leckagemessung auf einer einheitlichen statischen und dynamischen hochstrom-charakterisierungsplattform

Info

Publication number: DE102023004288A1
Application number: DE102023004288.9A
Authority: DE
Inventors: Gregory Sobolewski
Original assignee: Keithley Instruments LLC
Current assignee: Keithley Instruments LLC
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2023-08-18
Publication date: 2023-12-28
Also published as: JP2024000998A; US20230408577A1; DE102023116179A1

Abstract

Ein Testsystem enthält eine Schnittstelle für eine zu testende Vorrichtung (DUT), die so strukturiert ist, dass sie mit einem oder mehreren DUTs verbunden werden kann, und eine Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung, die so strukturiert ist, dass sie so gesteuert werden kann, dass sie statische Tests und dynamische Tests des einen oder der mehreren DUTs durchführt. Die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung enthält einen Drain-Verstärker, der mit einem Drain des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt ist und zum Messen eines Drain-Leckstroms strukturiert ist. Es werden auch Verfahren zur Messung des Drain-Stroms in einer Vorrichtung beschrieben, das sowohl statische als auch dynamische Tests durchführt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
Diese Offenbarung beansprucht die Vorteile der U.S. Provisional Application No. 63/354,202 mit dem Titel „LOW CURRENT LEAKAGE MEASUREMENT ON A HIGH CURRENT UNIFIED STATIC AND DYNAMIC CHARACTERIZATION PLATFORM“, die am 21. Juni 2022 eingereicht wurde und deren Offenbarung hier durch Bezugnahme in vollem Umfang enthalten ist.
GEBIET DER TECHNIK
Diese Offenbarung bezieht sich auf Test- und Messsysteme und -instrumente und insbesondere auf ein einheitliches Messsystem zur Durchführung sowohl statischer als auch dynamischer Charakterisierung einer zu testenden Vorrichtung.
HINTERGRUND
Die Charakterisierung einer zu testenden Vorrichtung (DUT), z. B. von Halbleiterbauelementen wie einem Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) aus Siliziumkarbid (SiC) oder anderen Vorrichtungen, kann im Allgemeinen sowohl die statische Charakterisierung, z. B. Strom-/Spannungskurven (I/V), als auch die dynamische Charakterisierung, z. B. Schaltparameter, umfassen.
DUT-Parameter wie Drain- und Gate-Leckagemessungen liefern wichtige Informationen über die Charakterisierung von MOSFET-Bauelementen, sind aber derzeit nur auf statischen Testplattformen verfügbar, die aufgrund ihrer Größe und Kosten nicht in allen Testumgebungen zur Verfügung stehen.
Ausführungsformen der beschriebenen Geräte und Verfahren beheben Mängel des Standes der Technik.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Blockdiagramm einer DUT-Testumgebung mit einer einheitlichen, statischen und dynamischen Messung zur Durchführung von Niederstrom-Leckage-Messungen gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung.
2 ist ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Schaltung zur Charakterisierung des Drain-Leckstroms in einem oder mehreren DUTs in Verbindung mit der Testumgebung von 1, gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
3 ist ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Schaltung zur Charakterisierung des Gate-Leckstroms in einem oder mehreren DUTs in Verbindung mit der Testumgebung von 1, gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.

BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der Offenlegung umfassen im Allgemeinen Schaltungen und Verfahren zur Durchführung von Leckagemessungen eines DUTs in einem kombinierten, vereinheitlichten statischen und dynamischen Charakterisierungsmess-System oder -Plattform. Eine solche Plattform ist in U.S. Pat. App. Nr. 17/688,733 mit dem Titel „UNIFIED MEASUREMENT SYSTEM FOR STATIC AND DYNAMIC CHARACTERIZATION OF A DEVICE UNDER TEST“ (Vereinigtes Messsystem für statische und dynamische Charakterisierung einer zu testenden Vorrichtung) beschrieben, die am 7. März 2022 eingereicht wurde und durch Bezugnahme in die vorliegende Offenbarung aufgenommen wird.
Die hier vorgestellten Ausführungsformen bieten ein kombiniertes Charakterisierungssystem, das aus zwei Komponenten besteht: einer interaktiven Test- und Messvorrichtung wie einem Oszilloskop, einem Impedanzanalysator, einer Kombination aus beiden oder einer oder mehreren anderen Test- und Messvorrichtungen. Der Einfachheit halber wird diese Komponente im Folgenden als Test- und Messvorrichtung bezeichnet. Bei der anderen Komponente handelt es sich um ein Stromversorgungs- und Mess-Frontend mit einer DUT-Schnittstelle für die Montage von DUTs und/oder Testboards für DUTs, die im Folgenden auch als (Test-)Halterung bezeichnet werden kann. Bei den hier beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich im Allgemeinen um zwei getrennte Komponenten, die jedoch auch in einem Gehäuse untergebracht werden können.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Test- und Messsystem 100 zeigt, das auch als Plattform bezeichnet werden kann und über eine Test- und Messvorrichtung 40 wie ein Oszilloskop oder eine andere Test- und Messvorrichtung verfügt. Der Einfachheit halber kann die Vorrichtung 40 auch als Messvorrichtung bezeichnet werden. Ein weiterer Teil des Systems 100 ist eine statische und dynamische Leistungs- und Messvorrichtung 50, die der Einfachheit halber als Leistungsvorrichtung bezeichnet wird. Mit diesen Begriffen sollen die Fähigkeiten der beiden Vorrichtungen nicht eingeschränkt werden, so dass keine derartige Einschränkung impliziert werden sollte.
Die Messvorrichtung 40 kann aus vielen verschiedenen Komponenten bestehen, einschließlich einer Benutzeroberfläche 44, die es dem Benutzer ermöglicht, mit verschiedenen Menüs der Messvorrichtung zu interagieren. Über die Benutzerschnittstelle 44 kann der Benutzer die durchzuführenden Tests auswählen, Parameter einstellen usw., z. B. über ein Display mit Touchscreen oder verschiedene Tasten und Knöpfe. Die Messvorrichtung 40 verfügt über einen oder mehrere Prozessoren 46, die die Benutzereingaben empfangen und die Parameter und andere Auswahlen an die Messvorrichtung senden, und kann Ausgaben von der Leistungsvorrichtung empfangen und aus den Daten Ausgaben für den Benutzer erzeugen. Die Messvorrichtung 40 umfasst eine Messeinheit 47, die Tests durchführt und Parameter des DUTs misst.
Eine Fernsteuerungsvorrichtung 42, z. B. ein Computer oder ein Smartphone, kann ebenfalls auf die Test- und Messplattform 100 zugreifen und sie ferngesteuert bedienen, entweder über die Messvorrichtung 40 oder die Leistungsvorrichtung 50. Der hier verwendete Begriff „Prozessor“ bezeichnet eine oder mehrere elektronische Komponenten, die einen Befehl empfangen und eine Aktion ausführen können, wie z. B. ein oder mehrere Mikrocontroller, feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA) und/oder anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), wie im Folgenden näher erläutert wird.
Die Messvorrichtung 40 kommuniziert mit der Leistungsvorrichtung 50 über ein Kabel oder eine andere direkte Verbindung 48. Die beiden Vorrichtungen und ihr Kabel sind so ausgebildet, dass sie tragbar sind und von einer Person transportiert werden können. Das Kabel ist mit jeder Vorrichtung über eine Verbindungsschaltung verbunden, die es den Vorrichtungen ermöglicht, die Konfiguration zu wechseln, ohne dass sie neu verkabelt werden müssen.
Die Leistungsvorrichtung 50 kann auch aus mehreren verschiedenen Elementen bestehen. Dazu können ein oder mehrere Prozessoren 52, eine Hochspannungsschaltung 56, der die zu testende Vorrichtung (DUT) mit Hochspannung versorgt, und einen Verriegelungsschalter 54 gehören, die als Schutz für die Hochspannungsschaltung dient. Die Verriegelung dient dazu, Schäden an der Vorrichtung oder gefährliche Zustände zu verhindern, die durch die von den Hochspannungsschaltungen erzeugte Hochspannung entstehen. Eine DUT-Schnittstelle 58 koppelt an ein extern montiertes DUT 70. Das DUT 70 kann je nach Testkonfiguration aus mehr als einer separaten Vorrichtung bestehen. Die DUT-Schnittstelle 58 kann aus einer universellen DUT-Schnittstelle bestehen, die es dem DUT 70 ermöglicht, sich mit den verschiedenen Komponenten der Leistungsvorrichtung 50 zu verbinden. Die Leistungsvorrichtung 50 kann auch eine Barriere 64 enthalten, um die Vorrichtung 50 vor dem DUT 70 zu schützen.
Hochspannungsschaltungen innerhalb der Leistungsvorrichtung 50 sowie der Betrieb der DUTs 70 können Wärme erzeugen und/oder die DUTs benötigen für ihren Betrieb einen bestimmten Temperaturbereich. Die Leistungsvorrichtung 50 kann eine Temperatursteuerungsschaltung 62 zur Steuerung der Temperatur des DUTs 70 enthalten. Der eine oder die mehreren Prozessoren 52 überwachen die Temperatur und betreiben die Temperaturregelung 62, die Elemente wie Lüfter, schaltbare Kühlkörper, Kühlsysteme, Heizungen usw. umfassen kann. Die Leistungsvorrichtung 50 kann auch eine Schaltung 60 enthalten, die den Betrieb verschiedener Komponenten innerhalb der Leistungsvorrichtung steuert, um die DUTs 70 zu testen und zu messen.
Im Allgemeinen gibt ein Benutzer über die Benutzerschnittstelle 44 eine Eingabe ein, entweder aus der Ferne oder direkt, um den Betrieb der Leistungsvorrichtung 50 zur Charakterisierung des DUT 70 zu steuern. Typischerweise wird die dynamische Charakterisierung mit einer Halbbrückenschaltung, wie der in 2 gezeigten Ausführung, durchgeführt. Eine Methode zur Durchführung der dynamischen Charakterisierung, die hier als Doppelimpulsmethode bezeichnet wird, verwendet diesen Typ oder diese Schaltung.
Im Allgemeinen befindet sich die Charakterisierungsschaltung 200 von 2 innerhalb der Leistungsvorrichtung 50, genauer gesagt innerhalb der Schaltung 60, obwohl die Ausführungsformen der Offenbarung nicht auf ein solches Beispiel beschränkt sind. Die Charakterisierungsschaltung 200 zeigt zwei DUTs, DUT_top und DUT_bot, die in 1 als DUT(s) 70 dargestellt sind.
Im Allgemeinen wird ein unterer Baustein, DUT_bot, eingeschaltet, um den gewünschten Strom durch die Test_L-Induktivität zu erhalten. Anschließend wird die untere Vorrichtung, DUT_bot, ausgeschaltet und die obere Vorrichtung, DUT top, wird eingeschaltet. Dadurch wird der Induktionsstrom von einer Test_L-Induktivität umgewälzt. Alternativ kann die obere Vorrichtung durch eine Diode ersetzt werden, wenn nur ein DUT 70 getestet wird. Nach einer bestimmten Zeit, die von den Schaltungseigenschaften abhängt, wird die obere Vorrichtung ausgeschaltet und die untere Vorrichtung eingeschaltet. Die gewünschten Daten können während der beiden Vorrichtungsübergänge gesammelt werden, und die Energieverluste werden berechnet. Dieselbe Plattform kann, abhängig von der Steuerung der Spannungen und Ströme durch die Vorrichtungen, zur Extraktion statischer Parameter verwendet werden.
Das Ersetzen des oberen DUTs durch eine Diode oder einen Kurzschluss ermöglicht die Gate-Steuerung des unteren Bauteils, was wiederum die Extraktion statischer Strom-Spannungs-Kurven (I/V) ermöglicht. Steht das obere DUT zur Verfügung, können zusätzliche Methoden zur Extraktion statischer Daten verwendet werden. Dazu kann das unabhängige Gate/Drain-Pulsieren von Potenzialen am unteren DUT gehören. Dazu würde das System die Spannung am Gate des unteren DUTs so steuern, dass eine ordnungsgemäße Messung der Übertragungseigenschaften der Vorrichtung möglich ist. Für die statische I/V-Charakterisierung von Bauelementen wird die Test_L-Induktivität nicht benötigt, aber durch ihr Vorhandensein kann dieselbe Schaltung sowohl statische als auch dynamische Charakterisierungen durchführen. Wenn sowohl das obere als auch das untere DUT in der Schaltung vorhanden sind und es sich um denselben Vorrichtungstyp handelt, wird die maximale Leistungskonfiguration auf die beiden Vorrichtungen aufgeteilt. Wenn eine Vorrichtung mit voller Leistung getestet werden soll, wird die andere Vorrichtung durch einen Kurzschluss ersetzt.
Die Charakterisierungsschaltung 200 umfasst einen Drain-Verstärker 210, der zur Messung der Drain-Leckströme von DUT top und DUT bot in der Größenordnung von nAmpere verwendet wird. In einigen Ausführungsformen verfügt der Drain-Verstärker 210 über eine Auto-Range-Fähigkeit, um verschiedene Größenordnungen von Leckströmen durch denselben Verstärker genau zu messen. Ein Leckstromschalter 220 wird gesteuert, um die Funktion des Drain-Verstärkers 210 zu umgehen oder zu aktivieren. In der Praxis kann der Leckschalter 220 groß sein, um den hohen Strömen in der Testumgebung standzuhalten. Wenn der Leckschalter 220 in der geschlossenen Position ist, kann die Charakterisierungsschaltung 200 DUT-Testströme bis zu kAmpere liefern. Wenn sich der Leckschalter 220 in der offenen Position befindet, wird er effektiv durch den Drain-Verstärker 210 geschützt, was die Messung sehr niedriger Ströme von den DUTs erleichtert. Obwohl es in 2 den Anschein hat, dass der Drain-Verstärker 210 nur mit den Sources von DUT_top oder DUT_bot gekoppelt ist, misst der Drain-Verstärker 210 in der Praxis sowohl Source- als auch Gate-Ströme von DUT top oder DUT_bot, was dem Drain-Strom entspricht.
Ein Induktionsschalter 230 steuert effektiv, ob eine Testinduktivität 240 in der Charakterisierungsschaltung 200 aktiv ist. Wenn die Charakterisierungsschaltung 200 für die Messung des Drain-Leckstroms eingerichtet ist, d.h. wenn der Leckstromschalter 220 geöffnet ist, steuert der Induktionsschalter 230, welches DUT, DUT_top oderDUT_bot, gemessen wird. Wenn der Induktionsschalter 230 geschlossen ist, kann nur der Drain-Leckstrom von DUT_bot gemessen werden. Wenn die Induktion 240 durch Öffnen des Induktion -Schalters 230 effektiv aus der Testschaltung entfernt wird, kann der Drain-Verstärker 210 je nach Gate-Treiberkonfiguration eines bestimmten MOSFET-DUTs sowohl den Leckstrom von DUT_ top als auch den von DUT_bot messen. Genauer gesagt, wenn Vg_top so eingestellt ist, dass eine Spannung zum vollständigen Einschalten von DUT top bereitgestellt wird, kann der Drain-Leckstrom von DUT bot charakterisiert werden. Umgekehrt kann der Drain-Leckstrom von DUT_top charakterisiert werden, wenn Vg_bot so eingestellt ist, dass eine Spannung zum vollständigen Einschalten von DUT bot bereitgestellt wird.
Bisherige Drain-Leakage-Charakterisierungen wurden auf statischen Testständen durchgeführt und nicht auf dynamischen Testständen, wie in 2 dargestellt. Darüber hinaus wurden Drain-Leckage-Charakterisierungen bisher am Ausgang einer Hochspannungsquelle gemessen, was ein komplexes Instrument erforderte, das jeweils nur ein einziges DUT charakterisiert. Die Charakterisierungsschaltung 200 verwendet nicht nur einen hochpräzisen Drain-Verstärker 210, um extrem kleine Leckströme zu messen, sondern ist auch ein dynamischer Teststand, der den gleichzeitigen Test von zwei DUTs ermöglicht. Außerdem ermöglicht die Charakterisierungsschaltung 200 Drain-Leckstrommessungen unabhängig von der Drain-Spannungsquelle.
3 zeigt eine Charakterisierungsschaltung 300, die zur Messung des Gate-Leckstroms der DUTs verwendet wird. Die Charakterisierungsschaltung 300 enthält viele der gleichen Komponenten wie die in 2 beschriebene Charakterisierungsschaltung 200, deren Funktionen hier der Kürze halber nicht wiederholt werden.
Die Charakterisierungsschaltung 300 umfasst zwei Verstärker, den Top-Gate-Verstärker 350 und den Bottom-Gate-Verstärker 360, bei denen es sich um Floating-Gate-Strommessverstärker handelt. Die Einbeziehung des Top-Gate-Verstärkers 350 und des Bottom-Gate-Verstärkers 360 ermöglicht die Charakterisierung des Leckstroms sowohl auf dem oberen als auch auf dem unteren Bauelement DUT_top und DUT_bot.
Im Betrieb kann DUT top bei verschiedenen Drain-Spannungen charakterisiert werden, wenn der Induktionsschalter 230 geöffnet ist, wodurch die Wirkung der Induktion 240 aufgehoben wird. Die typische Gate-Leckage wird jedoch bei Vds = 0 V gemessen, was auch bei geschlossenem Induktionsschalter und vorhandene Induktion 240 erreicht werden kann.
Im Allgemeinen werden der Betrieb des Ableitschalters 220, des Induktionsschalters 230 sowie die an die DUTs angelegten Ströme und Spannungen automatisch durch den Betrieb der Leistungsvorrichtung 50 gesteuert, die vorprogrammiert ist, um die Charakterisierung der Vorrichtung an den verschiedenen DUTs 70 durchzuführen, die im Test- und Messsystem 100 getestet werden (1). Im Normalbetrieb befestigt der Benutzer ein oder mehrere DUTs 70 an einer Testeinrichtung und steuert die Benutzeroberfläche 44 der Messvorrichtung 40, um die Vorrichtungscharakterisierungen der Vorrichtung durchzuführen. Bestimmte Messungen und Parameter werden von der Messvorrichtung 40 erfasst, während die Leistungsvorrichtung 50 seine verschiedenen vorprogrammierten Charakterisierung der Vorrichtungstests durchläuft.
Aspekte der Offenlegung können auf einer speziell entwickelten Hardware, auf Firmware, digitalen Signalprozessoren oder auf einem speziell programmierten Allzweckcomputer mit einem Prozessor, der nach programmierten Anweisungen arbeitet, arbeiten. Die hier verwendeten Begriffe „Controller“ oder „Prozessor“ sollen Mikroprozessoren, Mikrocomputer, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) und spezielle Hardware-Controller umfassen. Ein oder mehrere Aspekte der Offenbarung können in computerverwendbaren Daten und computerausführbaren Anweisungen verkörpert sein, beispielsweise in einem oder mehreren Programmmodulen, die von einem oder mehreren Computern (einschließlich Überwachungsmodulen) oder anderen Geräten ausgeführt werden. Im Allgemeinen umfassen Programmmodule Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen usw., die bestimmte Aufgaben ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen implementieren, wenn sie von einem Prozessor in einem Computer oder einem anderen Gerät ausgeführt werden. Die computerausführbaren Anweisungen können auf einem nicht transitorischen, computerlesbaren Medium wie einer Festplatte, einer optischen Platte, einem Wechselspeichermedium, einem Festkörperspeicher, einem Random Access Memory (RAM) usw. gespeichert sein. Wie dem Fachmann klar sein wird, kann die Funktionalität der ProgrammModule in verschiedenen Aspekten beliebig kombiniert oder verteilt werden. Darüber hinaus kann die Funktionalität ganz oder teilweise in Firmware oder Hardware-Äquivalenten wie integrierten Schaltungen, FPGA und dergleichen verkörpert sein. Bestimmte Datenstrukturen können verwendet werden, um einen oder mehrere Aspekte der Offenbarung effektiver zu implementieren, und solche Datenstrukturen werden im Rahmen der hier beschriebenen computerausführbaren Anweisungen und computerverwendbaren Daten in Betracht gezogen.
Die offengelegten Aspekte können in einigen Fällen in Hardware, Firmware, Software oder einer Kombination davon implementiert werden. Die offengelegten Aspekte können auch in Form von Befehlen implementiert werden, die auf einem oder mehreren nicht-übertragbaren computerlesbaren Medien gespeichert sind, die von einem oder mehreren Prozessoren gelesen und ausgeführt werden können. Solche Anweisungen können als Computerprogrammprodukt bezeichnet werden. Computerlesbare Medien, wie hier beschrieben, sind alle Medien, auf die ein Computer zugreifen kann. Computerlesbare Medien können zum Beispiel Computerspeichermedien und Kommunikationsmedien umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein.
Computerspeichermedien sind alle Medien, die zur Speicherung von computerlesbaren Informationen verwendet werden können. Zu den Computerspeichermedien gehören beispielsweise RAM, ROM, EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), Flash-Speicher oder andere Speichertechnologien, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD (Digital Video Disc) oder andere optische Plattenspeicher, Magnetkassetten, Magnetbänder, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen sowie alle anderen flüchtigen oder nicht flüchtigen, entfernbaren oder nicht entfernbaren Medien, die in beliebigen Technologien eingesetzt werden. Computerspeichermedien schließen Signale als solche und vorübergehende Formen der Signalübertragung aus.
Kommunikationsmedien sind alle Medien, die für die Übertragung von computerlesbaren Informationen verwendet werden können. Zu den Kommunikationsmedien gehören beispielsweise Koaxialkabel, Glasfaserkabel, Luft oder jedes andere Medium, das für die Übertragung von elektrischen, optischen, Hochfrequenz- (HF), Infrarot-, akustischen oder anderen Signalen geeignet ist.
BEISPIELE
Im Folgenden werden Beispiele für die offengelegten Technologien aufgeführt. Eine Ausführungsform der Technologien kann eines oder mehrere und jede Kombination der unten beschriebenen Beispiele umfassen.
Beispiel 1 ist ein Testsystem, das eine Schnittstelle für eine zu testende Vorrichtung (DUT) umfasst, die so strukturiert ist, dass sie mit einem oder mehreren DUTs gekoppelt werden kann, und eine Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung, die so strukturiert ist, dass sie so gesteuert werden kann, dass sie statische Tests und dynamische Tests des einen oder der mehreren DUTs durchführt, einschließlich eines Drain-Verstärkers, der mit einem Drain des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt ist und zum Messen eines Drain-Leckstroms strukturiert ist.
Beispiel 2 ist ein Testsystem gemäß Beispiel 1, bei dem die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Bypass-Schalter umfasst, dessen Betrieb den Drain-Verstärker zum Messen eines Drain-Leckstroms aktiviert oder deaktiviert.
Beispiel 3 ist ein Testsystem nach einem der vorhergehenden Beispiele, bei dem der Drain-Verstärker zwischen den Drain des einen oder der mehreren DUTs und eine Erdungsreferenz gekoppelt ist.
Beispiel 4 ist ein Testsystem gemäß einem der vorangegangenen Beispiele, bei dem der eine oder die mehreren DUTs ein erstes MOSFET-Bauelement und ein zweites MOSFET-Bauelement umfassen und bei dem die Charakterisierungsschaltung ferner eine Induktivität, die zwischen das erste und das zweite MOSFET-Bauelement geschaltet ist, und einen Schalter umfasst, der mit der Induktivität in Reihe geschaltet und so strukturiert ist, dass er eine Wirkung der Induktivität in der Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung steuerbar aktiviert.
Beispiel 5 ist ein Testsystem gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, bei dem die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Gate-Verstärker umfasst, der mit einem Gate des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt und zum Messen eines Gate-Leckstroms strukturiert ist.
Beispiel 6 ist ein Testsystem gemäß Beispiel 5, bei dem die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen zweiten Gate-Verstärker umfasst, der mit einem zweiten Gate des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt und zum Messen eines zweiten Gate-Leckstrom strukturiert ist.
Beispiel 7 ist ein Testsystem gemäß einem der vorangehenden Beispiele, bei dem die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Gatespannungstreiber umfasst, der so strukturiert ist, dass er eine Gatespannung des einen oder der mehreren DUTs steuert.
Beispiel 8 ist ein Test- und Messsystem mit einer Messvorrichtung und einer Leistungsvorrichtung, das eine Schnittstelle für die Verbindung mit einem oder mehreren zu testenden Vorrichtungen (DUTs), eine Schaltung, die so strukturiert ist, dass sie den Betrieb der Leistungsvorrichtung steuert, um sowohl statisches Testen als auch dynamisches Testen des einen oder der mehreren DUTs durchzuführen, und eine Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung unter der Steuerung der Schaltung enthält, wobei die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung einen Drain-Verstärker enthält, der mit einem Drain des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt und zum Messen eines Drain-Leckstroms strukturiert ist.
Beispiel 9 ist ein Test- und Messsystem gemäß Beispiel 8, bei dem die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Bypass-Schalter umfasst, dessen Betrieb den Drain-Verstärker zum Messen des Drain-Leckstroms aktiviert oder deaktiviert.
Beispiel 10 ist ein Test- und Messsystem gemäß einem der vorangegangenen Beispiele 8 bis 9, bei dem der Drain-Verstärker zwischen den Drain des einen oder der mehreren DUTs und eine Erdungsreferenz gekoppelt ist.
Beispiel 11 ist ein Test- und Messsystem gemäß einem der vorangegangenen Beispiele 8 bis 10, bei dem der eine oder die mehreren DUTs ein erstes MOSFET-Bauelement und ein zweites MOSFET-Bauelement umfassen, und bei dem die Charakterisierungsschaltung ferner eine Induktivität, die zwischen das erste und das zweite MOSFET-Bauelement geschaltet ist, und einen Schalter in Reihe mit der Induktivität umfasst, der so strukturiert ist, dass er eine Wirkung der Induktivität in der Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung steuerbar aktiviert.
Beispiel 12 ist ein Test- und Messsystem gemäß einem der vorangegangenen Beispiele 8 bis 11, bei dem die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Gate-Verstärker umfasst, der mit einem Gate des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt und zum Messen eines Gate-Leckstroms strukturiert ist.
Beispiel 13 ist ein Test- und Messsystem gemäß Beispiel 12, bei dem die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen zweiten Gate-Verstärker umfasst, der mit einem zweiten Gate des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt und zum Messen eines zweiten Gate-Leckstroms strukturiert ist.
Beispiel 14 ist ein Test- und Messsystem gemäß Beispiel 12, bei dem die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Gatespannungstreiber umfasst, der so strukturiert ist, dass er eine Gatespannung des einen oder der mehreren DUTs steuert.
Beispiel 15 ist ein Verfahren in einer Testumgebung, das eine Annahme einer Eingabe von einem Benutzer zur Durchführung statischer oder dynamischer Tests an einem oder mehreren DUTsn in der Testumgebung unter Verwendung derselben Charakterisierungsschaltung für beide Tests und die Messung des Drain-Leckstroms von dem einen oder den mehreren DUTsn durch einen Drain-Verstärker, der zwischen dem einen oder den mehreren DUTsn und einer Erdungsreferenzspannung angeschlossen ist, umfasst.
Beispiel 16 ist ein Verfahren gemäß Beispiel 15, das ferner ein Deaktivieren des Drain-Verstärkers durch Koppeln der Eingänge des Drain-Verstärkers miteinander über einen steuerbaren Schalter umfasst.
Beispiel 17 ist ein Verfahren gemäß einem der vorangehenden Beispielverfahren, bei dem der eine oder die mehreren DUTs ein MOSFET-Bauelement umfassen, wobei das Verfahren ferner das Messen eines Gate-Leckstroms des MOSFET-Bauelements durch einen Gate-Verstärker in der Charakterisierungsschaltung umfasst.
Beispiel 18 ist ein Verfahren gemäß einem der vorangehenden Beispielverfahren, bei dem der eine oder die mehreren DUTs ein erstes MOSFET-Bauelement und ein zweites MOSFET-Bauelement umfassen, wobei das Verfahren ferner das Messen eines Gate-Leckstroms des ersten MOSFET-Bauelements durch einen ersten Gate-Verstärker in der Charakterisierungsschaltung und das Messen eines Gate-Leckstroms des zweiten MOSFET-Bauelements durch einen zweiten Gate-Verstärker in der Charakterisierungsschaltung umfasst.
Beispiel 19 ist ein Verfahren gemäß Beispiel 18, das ferner ein Steuern einer Gatespannung der ersten MOSFET-Vorrichtung und einer zweiten MOSFET-Vorrichtung umfasst, um eine der MOSFET-Vorrichtungen zu isolieren.
Beispiel 20 ist ein Verfahren nach einem der vorangehenden Beispiele 18 bis 19, das ferner ein Steuern einer Wirkung einer Induktivität umfasst, die zwischen dem ersten MOSFET-Bauelement und dem zweiten MOSFET-Bauelement in der Charakterisierungsschaltung gekoppelt ist.
Die zuvor beschriebenen Versionen des offengelegten Gegenstands haben viele Vorteile, die entweder beschrieben wurden oder für eine Person mit normalen Kenntnissen offensichtlich sind. Dennoch sind diese Vorteile oder Merkmale nicht in allen Versionen der offengelegten Geräte, Systeme oder Verfahren erforderlich.
Außerdem wird in dieser schriftlichen Beschreibung auf bestimmte Merkmale verwiesen. Es ist davon auszugehen, dass die Offenbarung in dieser Spezifikation alle möglichen Kombinationen dieser besonderen Merkmale umfasst. Wenn ein bestimmtes Merkmal im Zusammenhang mit einem bestimmten Aspekt oder Beispiel offenbart wird, kann dieses Merkmal, soweit möglich, auch im Zusammenhang mit anderen Aspekten und Beispielen verwendet werden.
Wenn in dieser Anmeldung auf ein Verfahren mit zwei oder mehr definierten Schritten oder Vorgängen Bezug genommen wird, können die definierten Schritte oder Vorgänge in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden, es sei denn, der Kontext schließt diese Möglichkeiten aus.
Obwohl spezifische Beispiele der Erfindung zum Zwecke der Veranschaulichung dargestellt und beschrieben wurden, können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sollte die Erfindung nicht eingeschränkt werden, außer wie durch die beigefügten Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63/354202 [0001]
US 688733 [0006]

Claims

Ein Testsystem, das Folgendes umfasst: eine Schnittstelle für eine zu testende Vorrichtung (DUT), die so strukturiert ist, dass sie mit einem oder mehreren DUTs verbunden werden kann; und eine Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung, die so strukturiert ist, dass sie so gesteuert werden kann, dass sie statische Tests und dynamische Tests des einen oder der mehreren DUTs durchführt, einschließend: einen Drain-Verstärker, der mit einem Drain des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt und zum Messen eines Drain-Leckstrom strukturiert ist.
Das Testsystem nach Anspruch 1, bei dem die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Bypass-Schalter umfasst, dessen Betrieb den Drain-Verstärker zum Messen eines Drain-Leckstroms aktiviert oder deaktiviert.
Das Testsystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Drain-Verstärker zwischen den Drain des einen oder der mehreren DUTs und eine Erdungsreferenz gekoppelt ist.
Das Testsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der eine oder die mehreren DUTs ein erstes MOSFET-Bauelement und ein zweites MOSFET-Bauelement umfassen und bei dem die Charakterisierungsschaltung ferner aufweist: eine Induktivität, die zwischen dem ersten und zweiten MOSFET-Bauelement gekoppelt ist; und einen Schalter, der mit der Induktivität in Reihe geschaltet und so strukturiert ist, dass er eine Wirkung der Induktivität in der Schaltung zur Charakterisierung der Vorrichtung steuerbar aktiviert.
Das Testsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Gate-Verstärker umfasst, der mit einem Gate des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt und zum Messen eines Gate-Leckstroms strukturiert ist.
Das Testsystem nach Anspruch 5, wobei die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen zweiten Gate-Verstärker umfasst, der mit einem zweiten Gate des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt und zum Messen eines zweiten Gate-Leckstroms strukturiert ist.
Das Testsystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Gatespannungstreiber umfasst, der so strukturiert ist, dass er eine Gatespannung des einen oder der mehreren DUTs steuert.
Ein Test- und Messsystem, das Folgendes umfasst: eine Messvorrichtung und eine Leistungsvorrichtung, umfassend: eine Schnittstelle, die den Anschluss an eine oder mehrere zu testende Vorrichtungen (DUTs) ermöglicht, eine Umschaltschaltung, die so strukturiert ist, dass sie den Betrieb der Leistungsvorrichtung steuert, um sowohl statische Tests als auch dynamische Tests des einen oder der mehreren DUTs durchzuführen, und eine Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung unter der Steuerung der Umschaltschaltung, wobei die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung einen Drain-Verstärker enthält, der mit einem Drain des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt und zum Messen eines Drain-Leckstroms strukturiert ist.
Das System nach Anspruch 8, bei dem die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Bypass-Schalter umfasst, dessen Betrieb den Drain-Verstärker zum Messen des Drain-Leckstroms aktiviert oder deaktiviert.
Das System nach Anspruch 8 oder 9, bei dem der Drain-Verstärker zwischen dem Drain des einen oder der mehreren DUTs und einer Erdungsreferenz gekoppelt ist.
Das System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem der eine oder die mehreren DUTs ein erstes MOSFET-Bauelement und ein zweites MOSFET-Bauelement enthalten und bei dem die Charakterisierungsschaltung ferner umfasst: eine Induktivität, die zwischen dem ersten und zweiten MOSFET-Bauelement gekoppelt ist; und einen Schalter, der mit der Induktivität in Reihe geschaltet und so strukturiert ist, dass er eine Wirkung der Induktivität in der Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung steuerbar aktiviert.
Das System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Gate-Verstärker umfasst, der mit einem Gate des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt ist und zum Messen eines Gate-Leckstroms strukturiert ist.
Das Testsystem nach Anspruch 12, wobei die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen zweiten Gate-Verstärker umfasst, der mit einem zweiten Gate des einen oder der mehreren DUTs gekoppelt und zum Messen eines zweiten Gate-Leckstrom strukturiert ist.
Das Testsystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Schaltung zur Charakterisierung einer Vorrichtung ferner einen Gatespannungstreiber umfasst, der so strukturiert ist, dass er eine Gatespannung des einen oder der mehreren DUTs steuert.
Ein Verfahren in einer Testumgebung, das Folgendes umfasst: Annehmen einer Eingabe von einem Benutzer zur Durchführung statischer oder dynamischer Tests an einem oder mehreren DUTs in der Testumgebung unter Verwendung einer gleichen Charakterisierungsschaltung für beide Tests; und Messen eines Drain-Leckstroms von dem einen oder den mehreren DUTs durch einen Drain-Verstärker, der zwischen dem einen oder den mehreren DUTs und einer Masse-Referenzspannung angeschlossen ist.
Das Verfahren nach Anspruch 15, das ferner ein Deaktivieren des Drain-Verstärkers durch Koppeln der Eingänge des Drain-Verstärkers miteinander über einen steuerbaren Schalter umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem der eine oder die mehreren DUTs ein MOSFET-Bauelement umfassen, wobei das Verfahren ferner das Messen eines Gate-Leckstroms des MOSFET-Bauelements durch einen Gate-Verstärker in der Charakterisierungsschaltung umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem der eine oder die mehreren DUTs ein erstes MOSFET-Bauelement und ein zweites MOSFET-Bauelement umfassen, wobei das Verfahren ferner ein Messen eines Gate-Leckstroms des ersten MOSFET-Bauelements durch einen ersten Gate-Verstärker in der Charakterisierungsschaltung und ein Messen eines Gate-Leckstroms des zweiten MOSFET-Bauelements durch einen zweiten Gate-Verstärker in der Charakterisierungsschaltung umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 18, das ferner ein Steuern einer Gate-Spannung des ersten MOSFET-Bauelements und eines zweiten MOSFET-Bauelements umfasst, um eines der MOSFET-Bauelemente zu isolieren.
Das Verfahren nach Anspruch 18 oder 19 umfasst ferner ein Steuern einer Wirkung einer Induktivität, die zwischen dem ersten MOSFET-Bauelement und dem zweiten MOSFET-Bauelement in der Charakterisierungsschaltung gekoppelt ist.