L'argomento di questa tesi è la programmazione di uno strumento di caratterizzazione dei semiconduttori con l'ambiente di sviluppo LabVIEW per eseguire misure sequenziali e personalizzate e infine ottenere grafici IV, IDSS e RON, che costituiscono i risultati dello stress test. Lo strumento utilizzato è il Keithley 2612B di Tektronix, che può essere controllato tramite PC con il suo software proprietario, come Kickstart 2. Kickstart 2 richiede una licenza a pagamento e una delle motivazioni della tesi è trovare un'alternativa al software di Tektronix per controllare lo strumento. Per ottenere i risultati, è stato necessario acquisire conoscenze sul comportamento dello strumento tramite il manuale utente e campionare il segnale di uscita con un oscilloscopio quando lo strumento era controllato da Kickstart 2. La scelta di sviluppo è stata quella di utilizzare LabVIEW solo come interfaccia utente, mentre la configurazione, le azioni delle periferiche e l'esecuzione sono state impostate tramite una versione modificata apposta per lo strumento in questione del linguaggio di scripting Lua. LabVIEW imposta solo i parametri che verranno passati alla struttura base script, per costruire lo script vero e proprio che verrà a sua volta inviato allo strumento tramite appositi blocchi LabVIEW. La comunicazione e la programmazione si basano sui driver LabVIEW per Keithley 26xx. I valori dei grafici sono ottenuti attraverso cicli di sequenze di misura gestite da due diversi blocchi, creati personalmente, su un dispositivo GaN HEMT sperimentale per applicazioni come amplificatore in alta frequenza. Questi blocchi contengono la struttura base degli script Lua che vengono impostati dal pannello utente di LabVIEW. Le misure dei blocchi vengono salvate nel rispettivo file .csv per ogni ciclo. Su di essi vengono infine tracciati i grafici con Excel.
The topic of this thesis is instrument programming for semiconductor characterization with LabVIEW development environment for executing sequence and custom measurements and obtaining IV, IDSS and RON charts that define device stress-test results. The instrument is Keithley 2612B by Tektronix and it can be controlled via PC with its proprietary software Kickstart 2. Kickstart 2 needs an expensive license, and one of the thesis goals is to find an alternative way to control instruments without Tektronix proprietary software. To achieve this goal, it was necessary to know instrument behavior with user manual and output signal sampling with oscilloscope when instrument was controlled by Kickstart 2. Development choice was to use LabVIEW as only a graphical user front-end, while peripheral configuration, action and execution were done with Lua / Instrument scripting language. LabVIEW only sets parameters of a script structure that is sent to an instrument. Communication and programming rely on Keithley 26xx LabVIEW drivers. Charts’ values are obtained with cycling sequenced measuring of 2 different measure blocks, personally created, on an experimental GaN HEMT device for high frequency power amplifier applications. These blocks contain Lua script structures, and their parameters are set from the LabVIEW user panel. All block measures are saved in .csv files for every cycle. Based on them are charted graphs with Excel.
Building of a stress-test workbench for semiconductor device characterization
BIANCHI, GIOELE
2024/2025
Abstract
L'argomento di questa tesi è la programmazione di uno strumento di caratterizzazione dei semiconduttori con l'ambiente di sviluppo LabVIEW per eseguire misure sequenziali e personalizzate e infine ottenere grafici IV, IDSS e RON, che costituiscono i risultati dello stress test. Lo strumento utilizzato è il Keithley 2612B di Tektronix, che può essere controllato tramite PC con il suo software proprietario, come Kickstart 2. Kickstart 2 richiede una licenza a pagamento e una delle motivazioni della tesi è trovare un'alternativa al software di Tektronix per controllare lo strumento. Per ottenere i risultati, è stato necessario acquisire conoscenze sul comportamento dello strumento tramite il manuale utente e campionare il segnale di uscita con un oscilloscopio quando lo strumento era controllato da Kickstart 2. La scelta di sviluppo è stata quella di utilizzare LabVIEW solo come interfaccia utente, mentre la configurazione, le azioni delle periferiche e l'esecuzione sono state impostate tramite una versione modificata apposta per lo strumento in questione del linguaggio di scripting Lua. LabVIEW imposta solo i parametri che verranno passati alla struttura base script, per costruire lo script vero e proprio che verrà a sua volta inviato allo strumento tramite appositi blocchi LabVIEW. La comunicazione e la programmazione si basano sui driver LabVIEW per Keithley 26xx. I valori dei grafici sono ottenuti attraverso cicli di sequenze di misura gestite da due diversi blocchi, creati personalmente, su un dispositivo GaN HEMT sperimentale per applicazioni come amplificatore in alta frequenza. Questi blocchi contengono la struttura base degli script Lua che vengono impostati dal pannello utente di LabVIEW. Le misure dei blocchi vengono salvate nel rispettivo file .csv per ogni ciclo. Su di essi vengono infine tracciati i grafici con Excel.| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.14251/5408