[發明專利]一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺

在審

• 申請號: 202011545125.4
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112730455A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（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

本發明適用于半導體芯片加工技術領域，提供了一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺，包括半導體晶圓測試模塊、動態測試模塊、瞬態測試模塊、高溫特性測試模塊和主控計算機，通過設計智能識別半導體晶圓測試模塊，通過機器視覺執行對準、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。還搭建了動態測試模塊。通過在線進行大批量功率器件的動態特性數據的收集并進行動態特性的篩選和表征，同時對測試形成的結果進行保存。并且采用了芯片和器件性能瞬態測試模塊。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轉換為瞬態溫度響應曲線，即可得出芯片和器件不同組成部分的性能。

技術領域

本發明屬于半導體芯片加工技術領域，尤其涉及一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺。

背景技術

智能化半導體芯片和器件測試系統平臺，廣泛應用于航天、航空、中船、電子等多個領域。隨著器件設計難度加大，高精度高可靠性測試儀器越來越被前沿研究所依賴。半導體芯片和器件測試儀器在半導體產業發展中起到非常關鍵的角色，科學的設計需要實際的測量來驗證，沒有測量就沒有科學，這對半導體日益縮小的尺寸和規模的不斷增大所用到的測試儀器提出更高的要求。

發明內容

本發明提供一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺，旨在解決現有技術存在的問題。

本發明是這樣實現的，一種智能化半導體芯片和器件測試系統平臺，包括半導體晶圓測試模塊、動態測試模塊、瞬態測試模塊、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；

所述動態測試模塊連接所述主控計算機，所述動態測試模塊用于通過在線進行大批量功率器件的動態特性數據的收集并進行動態特性的篩選和表征，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；

所述瞬態測試模塊連接所述主控計算機，所述瞬態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。

優選的，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。

優選的，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；