[發(fā)明專利]一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺

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• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112730455A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 陳宇;嚴麗紅;辛藤
• 申請（專利權）人: 張家港迪源電子科技有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95;G01R31/26;G01R31/28;H01L21/66
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 吳倩

1.一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺，其特征在于：包括半導體晶圓測試模塊、動態(tài)測試模塊、瞬態(tài)測試模塊、高溫特性測試模塊和主控計算機：

所述半導體晶圓測試模塊連接所述主控計算機，所述半導體晶圓測試模塊用于通過機器視覺執(zhí)行對準、檢測和識別以幫助制造集成電路和其他半導體設備中使用的高質量晶圓；所述機器視覺可使晶圓加工自動化，實現精度校準，檢測接合制動墊和探針針尖，并測量晶體結構的關鍵尺寸；

所述動態(tài)測試模塊連接所述主控計算機，所述動態(tài)測試模塊用于通過在線進行大批量功率器件的動態(tài)特性數據的收集并進行動態(tài)特性的篩選和表征，同時對測試形成的結果進行保存，對生產質量進行把關以及設計性能的驗證；

所述瞬態(tài)測試模塊連接所述主控計算機，所述瞬態(tài)測試模塊用于通過快速記錄芯片和器件由工作電流快速切換到小電流的電壓變化過程，并利用溫度敏感系數k轉換為瞬態(tài)溫度響應曲線，即可得出芯片和器件不同組成部分的性能；

所述高溫特性測試模塊用于通過電流加熱半導體器件，測試所述半導體器件的溫敏參數TSP，并利用測試得到的溫敏參數TSP計算半導體器件當前的結溫。

2.如權利要求1所述的一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺，其特征在于：所述高溫特性測試模塊包括用于向半導體器件內注入加熱電流的電源、用于對半導體器件進行結溫測試的結溫測試系統以及用于測試半導體器件高溫特性的高溫特性測試系統，高溫特性測試系統、結溫測試系統以及電源通過開關電路與待測試半導體器件電連接，所述開關電路、高溫特性測試系統、結溫測試系統以及電源均與測試控制器電連接，測試控制器通過開關電路的工作狀態(tài)能控制待測試半導體器件與高溫特性測試系統、結溫測試系統和/或電源的電連接；

測試控制器控制電源與待測試半導體器件電連接，以使得電源向待測試半導體器件內輸入電流；

在對半導體器件通電所需時間后，利用結溫測試系統測試所述半導體器件的溫敏參數TSP，并利用測試得到的溫敏參數TSP計算半導體器件當前的結溫；

若結溫測試系統測試得到半導體器件的結溫與測試目標溫度Tj-test間的差值大于預設閾值時，重復上述通電與測試過程，直至半導體器件的結溫與測試目標溫度Tj-test間的差值與預設閾值匹配；

測試控制器控制高溫特性測試系統與待測試半導體器件的電連接，以利用高溫特性測試系統測試半導體器件的高溫特性。

3.如權利要求2所述的一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺，其特征在于：所述開關電路包括開關S1、開關S2以及開關S3，所述待測試半導體器件通過開關S1、開關S2、開關S3分別與高溫特性測試系統、電源以及結溫測試系統連接；

開關S1、開關S2以及開關S3與測試控制器連接，測試控制器能控制開關S1、開關S2以及開關S3的開關狀態(tài)；開關S1閉合時，待測試半導體器件能與高溫特性測試系統電連接；開關S2閉合時，待測試半導體器件與電源電連接；開關S3閉合時，待測試半導體器件與結溫測試系統電連接。

4.如權利要求2所述的一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺，其特征在于：所述電源為恒流源或恒壓源，開關S1、開關S2、開關S3的類型包括IGBT、MOSFET或GTO。

5.如權利要求2所述的一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺，其特征在于：所述測試控制器包括計算機。

6.如權利要求1所述的一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺，其特征在于：還包括接口器件測試模塊，所述接口器件測試模塊連接所述主控計算機；

其包括：

測試電路；

測試接口器件，其包括用于在待測試半導體芯片和所述測試電路之間的電氣連接的多個探針；

圖像獲取設備，其被配置為獲取所述測試接口器件的圖像，所述圖像示出所述多個探針；

處理器，其被配置為基于所述圖像檢測所述測試接口器件，以確定在所述測試接口器件中可能存在的缺陷，并且基于所述缺陷的確定結果生成輸出信號，然后將所述輸出信號傳輸到所述主控計算機。