与直流电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)测量一样,超快I-V测量能力对于特征分析实验室中所有负责开发新材料、器件或工艺的所有技术人员正变得越来越必要。进行超快I-V测量需要产生高速脉冲波形并在待测器件发生松弛之前测量产生的信号。
高速I-V测试的早期实现方式(通常称之为脉冲式I-V测试系统)是针对诸如高k介质和绝缘体上硅(SOI)恒温测试,或产生闪存器件特征分析所必需的短脉冲之类的应用而开发的。脉冲式I-V测量技术是十分必要的,这是因为当采用传统直流I-V测试方法时,它们的绝缘衬底使得SOI器件保留了测试信号自身产生的热量,使测得的特征参数发生偏移;而采用脉冲式测试信号能够最大限度减少这种影响。
过去,高速脉冲/测量测试系统通常由脉冲发生器、多通道示波器、互连硬件和负责集成并控制仪器的软件构成。不幸的是,这些系统受延迟的影响,信号源和测量功能之间的协同非常复杂。根据仪器的质量及其集成的情况,这种方式在产生的脉冲宽度及其占空比方面还有局限性。即时不管这些局限性,这些早期脉冲式I-V测试系统的用户已开始寻求将其用于各种其它特征分析任务,包括非易失性存储器测试、超快NBTI可靠性测试和很多其它应用。但是,由于这些系统动态量程有限,它们仍然保留了一些特殊的技术。