Keithley 4200-SCP2HR 高分辨率开关矩阵系统详解

1. 产品概述

Keithley 4200-SCP2HR 是 吉时利（Keithley）4200-SCS 半导体特性分析系统 的 高分辨率开关矩阵扩展模块，专为 晶圆级测试、多器件并行测量和高精度信号路由 而设计。作为 4200-SCP2 系列 的升级版本，"HR"（High Resolution）代表其 增强的信号完整性和低噪声特性，适用于 纳米器件、低维材料、MEMS传感器等精密测试场景。

2. 核心功能与特点

（1）高密度信号路由

• 矩阵规模：支持 2×16 或 4×16 配置（可根据需求扩展）。

• 通道数：最多 64 个高精度继电器通道，支持 多器件并行测试。

• 低热电动势设计：采用 镀金触点继电器，热电动势 <1μV，确保 微小信号传输精度。

（2）高信号完整性

• 低噪声路径：

• 通道间串扰 <0.1pF（典型值）。

• 路径电阻 <2Ω（确保高电流测试准确性）。

• 屏蔽保护：

• 每个通道配备 Guard保护端子，减少漏电流干扰。

• 支持 三线测量（Force-Sense-Guard），适合高阻测量（如栅极漏电流测试）。

（3）灵活配置

• 模块化设计：可插入 4200-SCS 主机，与其他模块（如4210-SMU、4210-CVU）协同工作。

• 多模式支持：

• 扫描模式：自动切换通道，实现多点位测试。

• 并行模式：同时连接多个被测器件（DUT），提高测试效率。

（4）系统集成

• 兼容性：

• 与 4200-SCS 软件无缝集成，支持图形化测试流程配置。

• 可通过 SCPI 命令或 TSP®脚本控制。

• 接口支持：

• GPIB、LAN、USB 远程控制。

• 配套 Keithley KickStart 软件快速配置。

3. 典型应用场景

（1）晶圆级半导体测试

• 多芯片并行测试：通过开关矩阵快速切换探针，实现晶圆上不同器件的自动化测量。

• 参数分布分析：扫描晶圆表面，绘制电学参数（如阈值电压、漏电流）的空间分布图。

（2）纳米器件与低维材料研究

• 石墨烯/碳纳米管器件：高阻测量时避免信号衰减。

• 量子点器件：微弱电流（f）的精确路由。

（3）MEMS传感器测试

• 多传感器阵列：同步监控多个传感器的响应信号。

• 高精度激励-测量：为MEMS提供低噪声测试环境。

（4）可靠性测试

• HTOL（高温工作寿命）：多器件长时间监测。

• TDDB（介质击穿）：自动切换测试点位。

4. 技术规格

5. 与基础版（4200-SCP2）的区别

6. 系统配置建议

• 基础配置：

• 4200-SCS 主机

• 4210-SMU（源测量单元）

• 4200-SCP2HR 开关矩阵

• 扩展需求：

• 4210-CVU（电容测试）：用于MOS电容扫描。

• 4200-PA（前置放大器）：增强微弱信号检测。

• 附件：

• 低噪声测试线缆。

• 屏蔽测试夹具（用于高阻测量）。

7. 总结

Keithley 4200-SCP2HR 是  高分辨率开关矩阵扩展模块 面向半导体和纳米器件测试的专业开关矩阵，其 高分辨率、低噪声和灵活的路由能力 使其成为：

• 优良制程研发 的工具

• 低维材料研究 的理想选择

• 晶圆级自动化测试 的核心模块

对于需要 高精度、多通道并行测试 的应用场景，4200-SCP2HR 提供了 信号完整性 和 测试效率 的优良平衡。如需更详细的技术资料，建议访问 Keysight Technologies 或联系当地技术支持。