[發明專利]一種WAT閾值電壓測試方法及系統

有效

• 申請號: 201611031129.4
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106646180B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 沈茜;莫保章
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

本發明公開了一種WAT閾值電壓測試方法及系統，該方法包括如下步驟：對源漏極電壓分別增加以及減少一個大小為ΔV的小電壓，分別得到兩個漏極電流Id1與Id2；根據得到的漏極電流確定該源漏極電壓與漏極電流曲線的斜率；根據獲得的斜率及量測的漏極電流，確定器件的工作狀態，根據器件的工作狀態采用相應的方法進行閾值電壓測試,本發明能夠在測試時自動判斷器件工作在何種狀態，不需要預先設置器件所在的工作區，無需人為的去判斷器件在何種工作狀態再進行閾值電壓的測試，提高了測試效率。

技術領域

本發明涉及WAT(Wafer Acceptance Test，晶圓驗收測試)閾值電壓測試領域，特別是涉及一種WAT閾值電壓測試方法及系統。

背景技術

VTGM算法測試是業界測試閾值電壓的一種常用方法，使用VTGM算法測試MOS管閾值電壓原理如圖1所示，其閾值電壓的計算方法是根據柵極電壓(Vg)與漏極電流(Id)曲線的斜率最大的切線與X軸的截距計算得到。

然而，該算法需要預先確定器件工作在飽和區還是線性區(如圖2)，不同的源漏偏置電壓決定了器件工作狀態，對于測試器件需要事先知道此器件在某一源漏偏置電壓下其工作在飽和區還是線性區才可以使用VTGM算法進行測試。

現有技術中，利用VTGM算法測試閾值電壓一般需要預先設置器件所在的工作區，需要人為的去判斷器件在何種工作狀態，然后進行閾值電壓的測試，測試效率較低。

發明內容

為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種WAT閾值電壓測試方法及系統，其能夠在測試時自動判斷器件工作在何種狀態，不需要預先設置器件所在的工作區，不需要人為的去判斷器件在何種工作狀態然后進行閾值電壓的測試，提高了測試效率。

為達上述目的，本發明提出一種WAT閾值電壓測試方法，包括如下步驟：

步驟一，對源漏極電壓分別增加以及減少一個大小為ΔV的小電壓，分別得到兩個漏極電流Id1與Id2；

步驟二，根據得到的漏極電流確定該源漏極電壓與漏極電流曲線的斜率；

步驟三，根據獲得的斜率及量測的漏極電流，確定器件的工作狀態，根據器件的工作狀態采用相應的方法進行閾值電壓測試。

進一步地，于步驟二中，根據公式K＝(Id2-Id1)/2*ΔV確定該斜率。

進一步地，于步驟三中，如果量測的漏極電流大于或等于一預設閾值，無論斜率K為何值，則認為器件工作在擊穿區，則終止測試，測試值顯示為錯誤碼。

進一步地，若量測的漏極電流小于該預設閾值，則進一步根據斜率K值確定該器件的工作狀態。

進一步地，若量測的漏極電流小于該預設閾值，且K大于等于一預設值，則認為器件工作在線性區，則閾值電壓后續測試按照線性區算法進行計算。

進一步地，若量測的漏極電流小于該預設閾值，且K小于該預設值，則認為該器件工作在飽和區，則閾值電壓后續測試按照飽和區算法進行計算。

進一步地，該預設閾值為1E-5A，該預設值為0.1。

為達到上述目的，本發明還提供一種WAT閾值電壓測試系統，包括：

器件工作狀態判斷模塊，通過對源漏極電壓分別增加以及減少一個大小為ΔV的小電壓，分別得到兩個漏極電流Id1與Id2，然后根據得到的漏極電流確定源漏極電壓與漏極電流曲線的斜率，并根據獲得的斜率及量測的漏極電流，確定器件的工作狀態；

測試執行模塊，根據確定的器件的工作狀態，執行相應的測試方法，實現WAT閾值電壓測試。

進一步地，該器件工作狀態判斷模塊利用公式K＝(Id2-Id1)/2*ΔV確定該源漏極電壓與漏極電流曲線的斜率。