Keysight(原 Agilent)B1500A 半导体器件分析仪是一款集成化的高精度测试平台,支持 IV、CV、脉冲 IV 等多维度表征,适用于半导体器件研发、生产及材料分析。以下是基于官方资料和技术文档的详细说明:
一、核心技术指标
测量范围与分辨率
IV 测量:电压 0.5 µV 至 200 V,电流 0.1 fA 至 1 A,支持四象限操作和 Kelvin 连接,可实现低至 0.1 fA 的漏电流测量。
CV 测量:频率范围 1 kHz 至 5 MHz,支持准静态 CV(QS-CV)和多频 AC 电容分析,电容分辨率达 0.1 fF。
脉冲 IV:最小脉冲宽度 50 µs,采样间隔 5 ns(200 MSa/s),支持高压脉冲(±40 V)和超快瞬态捕捉。
模块化架构
10 插槽设计,可灵活配置多种功能模块,包括:
高功率 SMU(B1510A):200 V/1 A 输出,用于击穿电压和电迁移测试。
高分辨率 SMU(B1517A):1 fA 电流分辨率,支持栅极漏电流和亚阈值特性测量。
多频电容单元(B1520A):1 kHz 至 5 MHz 电容测量,支持 ±100 V 直流偏置(配合 SCUU)。
高压脉冲发生器(HV-SPGU):±40 V 脉冲输出,支持非易失性存储器(NVM)的耐久性测试(百万次循环)。
波形发生器 / 快速测量单元(B1530A):10 ns 波形分辨率,用于 NBIT/PBIT 等动态可靠性测试。
二、软件与操作界面
EasyEXPERT Group + 软件
嵌入式 Windows 10 平台运行,支持 15 英寸触摸屏操作,提供直观的图形化界面。
内置 300 + 种即用型应用测试库,覆盖 CMOS 晶体管、双极器件、闪存、纳米材料等,支持一键式测试启动。
具备自动数据记录、曲线追踪(旋钮控制)、离线测试开发等功能,兼容 Keysight 4155/4156 的测试设置文件。
测试模式与自动化
传统测试模式:支持类似 4155/4156 的操作风格,适合熟悉传统参数分析仪的用户。
快速测试模式:无需编程即可排列测试顺序,支持多步骤自动化测试。
半自动晶圆探针控制:集成驱动程序,可连接探针台实现全自动化晶圆级测试。
三、应用领域
半导体器件表征
CMOS 晶体管:阈值电压(Vth)、亚阈值摆幅(SS)、跨导(gm)、栅极漏电等参数测量。
功率器件:脉冲 IV 测试(如 SiC MOSFET 的动态 Rds (on))、击穿电压评估。
存储器件:闪存的写入 / 擦除耐久性测试、RRAM/PRAM 的阻变特性分析。
材料与新兴技术
纳米材料:碳纳米管、二维材料的 IV 特性和接触电阻测量。
光电材料:太阳能电池的 IV 曲线扫描和电容 - 电压分析。
MEMS 器件:微机电系统的动态响应测试和可靠性评估。
可靠性测试
偏置温度不稳定性(BTI):支持直流 / 交流应力下的 NBIT/PBIT 测量,采样率达 200 MSa/s。
时间相关介电击穿(TDDB):高分辨率漏电流监测,评估氧化层可靠性。
四、配置与配件
标准与扩展包
基础配置:B1500A 主机(含嵌入式软件)、电源适配器、USB 键鼠(可选)。
扩展包:
闪存测试包(B1500A-A04):包含 2 个 MPSMU、2 个 HRSMU、HV-SPGU 及配件,支持 NVM 快速测试t。
低电流增强包(B1500A-A17):配备 ASU(阿安测量单元),实现 100 aA(0.1 fA)分辨率。
连接与兼容性
接口:GPIB、USB 3.0、LAN、VGA,支持远程控制和自动化测试脚本开发。
开关矩阵:兼容 16440A SMU/PGU 选择器和 SCUU(SMU-CMU 统一单元),实现 IV/CV 测量的自动切换。


