Keithley 4200-SCS User Manual

4200-900-01 Rev. K / February 2017 Return to Section Topics 3-3
Model 4200-SCS User’s Manual Section 3: Common Device Characterization Tests
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-95
Theory of operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-95
Programming and erasing flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-95
Endurance testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-101
Disturb testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-101
Using a switch matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-102
Pulse waveforms for NVM testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-103
Using Kpulse to create and export Segment ARB waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . 3-104
Entering Segment ARB values into UTM array parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-106
Flash connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-109
Direct connection to single DUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-113
Direct connection to array DUT for disturb testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-115
Switch matrix connection to array DUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-116
Memory projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-117
NVM_examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-119
Flash-NAND tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-119
Flash-NOR tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-124
Flash-switch tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-124
Running any Flash Project for the first time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-125
Running the Flash-NAND, Flash-NOR or Flash-Switch Project . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-126
Running the Program or Erase UTM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-127
Running the Fast-Program-Erase UTM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-129
Running the SetupDC UTM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-130
Running the Vt-MaxGm ITM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-130
Running the ConPin-Pulse or ConPin-DC UTM (Switch projects only) . . . . . . . . . . 3-130
FlashEndurance-NAND tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-131
FlashEndurance-NOR tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-137
FlashEndurance-switch tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-137
Running a FlashEndurance or FlashDisturb project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-138
Running endurance or disturb looping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-140
FlashDisturb tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-141
Explanation of flash UTM parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-142
Error codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-144
Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-145
No pulse output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1
45
Voltage levels do not match expected values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-146
How to perform Charge Pumping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-146
How to perform a Charge Trapping test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-147
Slow single pulse charge trapping high K gate stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-147
Charge trapping procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-148

Keithley 4200-SCS Specifications

General

Brand	Keithley
Model	4200-SCS
Category	Semiconductors
Language	English