[發明專利]基于差值比較法的芯片ESD二極管工藝缺陷檢測方法

有效

• 申請號: 202011049190.8
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112275667B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 王測天;羊洪輪;鄔海峰;張謙;黃夢;覃良;楊聰聰;李仁俠;胡柳林;石君;呂繼平;童偉
• 申請（專利權）人: 成都嘉納海威科技有限責任公司
• 主分類號: B07C5/344
• 分類號: B07C5/344
• 代理公司: 成都正德明志知識產權代理有限公司 51360
• 代理人: 陳瑤

本發明公開了一種基于差值比較法的芯片ESD二極管工藝缺陷檢測方法，能夠篩選出ESD二極管導通電壓或擊穿電壓異常的芯片，解決了現有芯片性能測試方法不能將二極管導通電壓或擊穿電壓異常芯片完全篩選出來的技術問題。本發明采用的差值法可以顯著遏制芯片量產測試的正常波動對于量產測試的干擾作用，有效攔截了ESD二極管導通電壓或擊穿電壓異常的芯片。此外本發明采用兩點IV的測試方法，測試速度快，測試環境簡單。

技術領域

本發明屬于芯片性能測試技術領域，具體涉及一種基于差值比較法的芯片ESD二極管工藝缺陷檢測方法的設計。

背景技術

靜電放電(Electro-Static discharge，ESD)是造成大多數電子元器件、芯片或集成電路性能失效的主要原因。因為靜電產生的瞬間電壓通常可達到幾千伏甚至更高，高電壓對于芯片等器件的損傷是永久性的、不可恢復的，會直接導致芯片里面電路結構燒毀。基于此原因，芯片制造廠商推出ESD保護二極管模型，用于對靜電的泄放，起到保護內部電路的作用。芯片設計師只需要在相應的端口加入ESD保護二極管就能夠防止靜電對芯片的損傷。

由于各個芯片制造廠商的工藝以及能力參差不齊，在ESD二極管制造過程中，會存在一些技術缺陷，使得ESD二極管實測導通電壓或擊穿電壓出現一定概率的偏低而導致器件失效，這種性能異常的ESD二極管會降低對芯片電路的保護能力，增加芯片被靜電損傷的風險，如果此類芯片用于系統，會造成系統抗風險能力的降低，且發生故障時不易定位。

目前常規的芯片性能測試，比如開路短路測試，只能測試芯片端口存在開路或者短路的異常情況，無法篩測正向ESD保護二極管導通電壓偏低或反向ESD保護二極管擊穿電壓偏低的芯片；同時如果采用典型的單點電壓電流(IV)判定方法，因為采用單點測試，受到芯片量產測試的正常波動值的影響較大，判別精度較差，因此容易造成誤判。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有芯片性能測試方法不能將二極管導通電壓或擊穿電壓異常芯片完全篩選出來的問題，提出了一種基于差值比較法的芯片ESD二極管工藝缺陷檢測方法，以篩選出ESD二極管導通電壓或擊穿電壓異常的芯片。

本發明的技術方案為：基于差值比較法的芯片ESD二極管工藝缺陷檢測方法，包括以下步驟：

S1、在待測芯片的VDD端口內部連接一個反向ESD二極管M1以及5個正向ESD二極管M2-M6。

S2、在待測芯片的VDD端口接入電壓V_d1，保持待測芯片的其余端口開路，電源限流I_limit。

S3、判斷待測芯片電流是否超過電源限流值I_limit，若是則進入步驟S4，否則記錄芯片電流值I_d1m并進入步驟S5。

S4、將芯片電流超過電源限流值I_limit的待測芯片歸入失效芯片集合BIN3。

S5、在待測芯片的VDD端口接入電壓V_d2，并記錄芯片電流值I_d2m。

S6、根據芯片電流值I_d1m和I_d2m計算電流差值ΔI_d。

S7、判斷電流差值ΔI_d是否在預設標準值范圍內，若是則進入步驟S8，否則進入步驟S9。

S8、將電流差值ΔI_d在預設標準值范圍內的待測芯片歸入合格芯片集合BIN1。

S9、將電流差值ΔI_d不在預設標準值范圍內的待測芯片歸入失效芯片集合BIN2。