RO : X. MESCOT
Préambule
Sur le pôle "Caractérisations à moyennes et basses fréquences", les dispositifs principalement testés sont de type semi-conducteurs (transistors, capacités, nanofils...) pour des applications dans le domaine de l'aérospatial, de l'informatique quantique, du stockage de données neuroniques... Mais d'autres types de composants plus en aval (capteur, circuits imprimés) dont les domaines sont plus en lien avec l'être humain (puce à ADN, capteurs...) émergent et sont aussi caractérisés sur ce pôle.
Caractérisations courant-tension
Les dispositifs testés peuvent être testés directement sur plaques (ou "wafer") de quelque mm à 300 mm de diamètre ou alors sous boîtiers packagée (cf photos ci-contre). Dans le premier cas, l'équipement utilisé pour connecter les plots du composant à l'appareil de mesures est une station sous pointes; Dans le second cas, un boîtier spécifique de connexions (ou "Test fixture") est utilisé.
Le pôle dispose d'un large panel d'équipements de mesures électriques tels que:
- des analyseurs de paramètres à semi-conducteurs (HP 415x, Keysight B1500A) pour la mesure statique courant-tension
- des modules Keysight B1530A couplés aux analyseurs B1500A pour des mesures courants-tensions dynamiques permettant d'appliquer des pulses en tension de 10ns minimum
- des impédancemètres (HP4284A, Agilent 4294A, module B1520A du B1500A) autorisant des mesures de capacités de 20 Hz à 110 MHz selon les modèles.
Le pôle dispose d'un large panel d'équipements de mesures électriques tels que:
- des analyseurs de paramètres à semi-conducteurs (HP 415x, Keysight B1500A) pour la mesure statique courant-tension
- des modules Keysight B1530A couplés aux analyseurs B1500A pour des mesures courants-tensions dynamiques permettant d'appliquer des pulses en tension de 10ns minimum
- des impédancemètres (HP4284A, Agilent 4294A, module B1520A du B1500A) autorisant des mesures de capacités de 20 Hz à 110 MHz selon les modèles.
Pour pouvoir tester efficacement de nombreux composants présents sur des plaques de tests jusqu'à 300 mm de diamètre, CROMA possède une station semi-automatique de marque Cascade Microtech et de modèle Elite 300. Après un paramétrage initial du premier composant / puce, elle permet une automatisation de la mesure électrique (courant statique / dynamique, capacité, bruit basse fréquence...) de tous les composants de la plaque sélectionnés par l'utilisateur. A savoir que l'équipement autorise des tests en fonction de la température (de 25 à 300°C)
Caractérisation du bruit
La mesure à basses fréquences (qqes Hz à qqs 10 kHz) de la fluctuation en courant ou en tension présent dans des composants à structures MOS (Métal-Oxyde-Semiconducteur) communément appelé mesure de bruit besses fréquences permet notamment de remonter à la concentration de pièges au sein de l'oxyde et ainsi de qualifier ce dernier donnant ainsi un degré de fiabilité du composant.
CROMA a une station sous pointes manuelle dédiée à la mesure de bruit basse-fréquences sur des dispositifs unitaires. De par sa structure, elle limite au maximum les pics de 50 Hz et de ses harmoniques et est couplée à un système d'amplificateur courant-tension faible bruit développé par la société Synergie Concept permettant la mesure proprement dite.
Spectroscopie de défauts
Il est également possible d'étudier la position spatiale et énergétique de pièges présents dans des composants de type jonctions et diodes et ce, en fonction de la température. La méthode utilisée est la DLTS (Depp Level Transient Spectroscopy). Elle est inplémentée au sein d'un cryostat dédié (voir photo) qui permet ce type de mesures à des températures entre 20K et 300K à des temps de descente assez rapides (2 heures depuis l'ambiante pour atteindre 20K).