CN106814298A - 二极管反向特性筛选测试方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种二极管反向特性筛选测试方法及其应用，涉及半导体器件测试技术领域，该二极管反向特性筛选测试方法包括以下步骤：1)测试击穿电压；2)选取95％－99.5％击穿电压范围内的两点电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2；3)计算IR1和IR2的比值；根据比值确定二极管反向特性是否合格。该测试方法用于筛选在击穿点处存在小分段线问题的二极管，以解决现有测试方法对上述缺陷二极管不适用的问题，以提高出厂二极管的质量，提高二极管的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件测试技术领域，尤其是涉及一种二极管反向特性筛选测试方法及其应用。
背景技术
二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。下面将简单的说明二极管的正向特性和反向特性。
1)正向特性
在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”，锗管约为0.2V，硅管约为0.6V)以后，二极管才能真正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V，硅管约为0.7V)，称为二极管的“正向压降”。
2)反向特性
在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。最高反向工作电压加在二极管两端的反向电压高到一定值时，会将管子击穿，失去单向导电能力。为了保证使用安全，规定了最高反向工作电压值。反向击穿电压指管子反向击穿时的电压值。击穿时，反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至因过热而烧坏。一般最高反向工作电压约为击穿电压的一半，以确保管子安全运行。
目前测试二极管反向特性曲线是否符合质量要求时采用的方法是在两个不同的反向电流条件下测试出两个反向击穿电压，并将两个反向击穿电压做差值比较，若反向击穿电压差值接近于零，则说明二极管的反向特性曲线较好，符合质量要求。但是该方法仅对反向击穿电压存在较大的软结情况有筛选作用。
在二极管实际的生产工艺过程中，因光刻工序的光刻线条虚或其他工艺问题常常会导致的二极管反向特性曲线击穿点处存在曲线分段以及双曲线的异常问题，目前的测试程序普遍无法满足此类问题的测试筛查需求，造成漏检，进而影响后期的使用效果。因此，目前的二极管的反向测试方法不能满足产品的高可靠性测试标准的要求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明目的在于提供一种二极管反向特性筛选测试方法，用于筛选在击穿点处存在曲线小分段线问题的二极管，以解决现有测试方法对上述缺陷二极管不适用的问题。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种二极管反向特性筛选测试方法，包括以下步骤：
1)测试击穿电压；
2)选取95％－99.5％击穿电压范围内的两点电压值，测试该两点电压值下的反向漏电流，分别记作IR1和IR2；
3)计算IR1和IR2的比值；
根据比值确定二极管反向特性是否合格。
当IR1和IR2的比值在0.95～1.1范围内时，为合格产品；
当IR1和IR2的比值小于0.95或大于1.1时为不合格产品。
进一步的，所述击穿电压在1－5mA的反向电流下测试得到。
进一步的，所述击穿电压在1－3mA的反向电流下测试得到。
进一步的，选取97％－99％击穿电压范围内的两点电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2。
进一步的，选取98％的击穿电压和99％的击穿电压这两个电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2。
进一步的，根据上述测试方法反复测试IR1和IR2的比值。
进一步的，反复测试的次数不少于10次。
进一步的，反复测试的次数为15次。
一种上述二极管反向特性筛选测试方法在筛选具有曲线分段缺陷的二极管中的应用。
一种上述二极管反向特性筛选测试方法在筛选具有双曲线缺陷的二极管中的应用。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的测试方法中，先找出二极管的击穿电压，再通过选取击穿电压附近的两点电压值，在该两点电压值下测试二极管的漏电流。若二极管的在击穿点附近不存在小分段线或存在小分段线，但在可接受范围内，则上述两点电压值下的漏电流几乎相同，也就是说二极管的反向曲线接近于理论状态。相反，若二极管的在击穿点附近存在小分段线且不符合质量要求时，则上述两点管的漏电流相差较大。用该方法能够筛选出具有此类缺陷的二极管，提高了出厂二极管的可靠性。
对于在二极管击穿点处存在双线的问题的测试，是通过重复上述测试方法得出。在上述电压值下反复测试漏电流之比，若出现不同的比值，则说明在击穿点处存在双线，若比值始终相同，则说明不存在双线的缺陷。
利用本发明提供的测试方法能从根本上解决曲线不良的测试筛选问题，提高了芯片的出厂质量，满足客户高标准要求。
此外，本发明的测试筛选方法打破了目前仅使用固定条件测试曲线sharp率的局限，首次实现了动态测试曲线sharp率的方法。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明的一个方面提供了一种二极管反向特性筛选测试方法，包括以下步骤：
1)测试击穿电压；
2)选取95％－99.5％击穿电压范围内的两点电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2；
3)计算IR1和IR2的比值；
根据比值确定二极管反向特性是否合格。
当IR1和IR2的比值在(0.95～1.1)范围内时，为合格产品；
当IR1和IR2的比值小于0.95或大于1.1时为不合格产品。
本发明的测试方法中，先找出二极管的击穿电压，再通过选取击穿电压附近的两点电压值，在该两点电压值下测试二极管的漏电流。若二极管的在击穿点附近不存在小分段线或存在小分段线，但在可接受范围内，则上述两点电压值下的漏电流几乎相同，也就是说二极管的反向曲线接近于理论状态。相反，若二极管的在击穿点附近存在小分段线且不符合质量要求时，则上述两点管的漏电流相差较大。用该方法能够筛选出具有此类缺陷的二极管，提高了出厂二极管的可靠性。
利用本发明提供的测试方法能从根本上解决曲线不良的测试筛选问题，提高了芯片的出厂质量，满足客户高标准要求。
进一步的，所述击穿电压在1－5mA的反向电流下测试得到。
进一步的，所述击穿电压在1－3mA的反向电流下测试得到。
进一步的，选取97％－99％击穿电压范围内的两点电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2。
进一步的，选取98％的击穿电压和99％的击穿电压这两个电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2。
进一步的，根据上述测试方法反复测试IR1和IR2的比值。
进一步的，反复测试的次数不少于10次。
进一步的，反复测试的次数为15次。
增加测试的次数更能够保证测试结果的准确度。
对于在二极管击穿点处存在双线的问题的测试，是通过重复上述测试方法得出。在上述电压值下反复测试漏电流之比，若出现不同的比值，则说明在击穿点处存在双线，若比值始终相同，则说明不存在双线的缺陷。
本发明的测试筛选方法打破了目前仅使用固定条件测试曲线sharp率的局限，首次实现了动态测试曲线sharp率的方法。
本发明的另一个方面提供了一种上述二极管反向特性筛选测试方法在筛选具有曲线分段缺陷的二极管中的应用。
本发明的第三个方面提供了一种上述二极管反向特性筛选测试方法在筛选具有双曲线缺陷的二极管中的应用。
下面将结合实施例1－10和对比例1－3对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例的二极管反向特性筛选测试方法，包括以下步骤：
1)在二极管两侧施加1mA的反向电流，测试击穿电压；
2)选取95％击穿电压值和99.5％击穿电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2；
3)计算IR1和IR2的比值。
实施例2
利用实施例1中提供的测试步骤和数据重复测试10次。
实施例3
本实施例的二极管反向特性筛选测试方法，包括以下步骤：
1)在二极管两侧施加2mA的反向电流，测试击穿电压；
2)选取96％击穿电压值和99％击穿电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2；
3)计算IR1和IR2的比值。
实施例4
利用实施例3中提供的测试步骤和数据重复测试15次。
实施例5
本实施例的二极管反向特性筛选测试方法，包括以下步骤：
1)在二极管两侧施加2mA的反向电流，测试击穿电压；
2)选取97％击穿电压值和99％击穿电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2；
3)计算IR1和IR2的比值。
实施例6
利用实施例5中提供的测试步骤和数据重复测试10次。
实施例7
本实施例的二极管反向特性筛选测试方法，包括以下步骤：
1)在二极管两侧施加3mA的反向电流，测试击穿电压；
2)选取97％击穿电压值和98％击穿电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2；
3)计算IR1和IR2的比值。
实施例8
利用实施例7中提供的测试步骤和数据重复测试15次。
实施例9
本实施例的二极管反向特性筛选测试方法，包括以下步骤：
1)在二极管两侧施加4mA的反向电流，测试击穿电压；
2)选取98％击穿电压值和99％击穿电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2；
3)计算IR1和IR2的比值。
实施例10
利用实施例9中提供的测试步骤和数据重复测试15次。
对比例1
本实施例的二极管反向特性筛选测试方法，包括以下步骤：
1)在二极管两侧施加0.5mA的反向电流，测试击穿电压；
2)选取90％击穿电压值和98％击穿电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2；
3)计算IR1和IR2的比值。
对比例2
利用对比例1中提供的测试步骤和数据重复测试5次。
对比例3
用现有测试方法对二极管的质量进行筛选测试。具体步骤如下：在两个不同的反向电流条件下测试出二极管的两个反向击穿电压，两个方向击穿电压之间做差值比较。
筛选测试试验：
从相同的产线上选取规格相同、经过其他性能测试(例如：外观等测试)并且合格的8000个二极管分成10组进行测试。
试验组1用实施例1和实施例2提供的方法进行筛选测试；试验组2用实施例3和实施例4提供的方法进行筛选测试；试验组3用实施例5和实施例6提供的方法进行筛选测试；试验组4用实施例7和实施例8提供的方法进行筛选测试；试验组5用实施例9和实施例10提供的方法进行筛选测试。其中试验组1－5中的合格标准定义为IR1和IR2之比在0.95－1.1范围内。
对照组1用对比例1和对比例2提供的方法进行筛选测试。对照组2用对比例3提供的方法进行筛选测试，对照组3用实施例3和实施例4提供的方法进行筛选测试，但是合格标准与试验组2不同，对照组3中的合格标准定义为IR1和IR2之比在0.8－1.2范围内。
筛选后各组产品的合格率列于表1。
表1各组产品的合格率
由表1可知，采用本发明提供的筛选测试方法对二极管进行测试筛选后，产品的合格率降低了2％左右。
对照组1中，测试时的取值点超出了本发明提供的测试方法的范围，并且后续的反复测试的次数也未到范围内，与试验组1－5相比，合格率有所增加，说明有一部分存有缺陷的二极管未被检测出来。
对照组2中使用的测试方法属于常规测试手段，其合格率高出试验组1－5约2％，因此，有相当多存有缺陷的二极管未被检查出来。
对照组3中使用的测试方法相同，但是该组的测试合格标准略宽，因此，导致合格率较高。
因此，通过试验组和对照组的筛选测试数据可以说明，本发明提供的测试方法中，测试点的选取、反复测试的次数以及测试的合格标准的选取对筛选的结果都有一定的影响。
跟踪统计客户使用情况：
测试完成后将合格品出货给客户，跟踪统计客户端的使用情况，并进行记录，跟踪周期为1年。跟踪统计数据列于表2。
表2客户反馈使用反馈数据
用本发明提供的方法可以测试出常规测试方法检测不出的缺陷，提高了产品的出货质量，降低了客户使用中的投诉率，赢得了客户的认可。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (10)
1.一种二极管反向特性筛选测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)测试击穿电压；
2)选取95％－99.5％击穿电压范围内的两点电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2；
3)计算IR1和IR2的比值；
根据比值确定二极管反向特性是否合格。
2.根据权利要求1所述的二极管反向特性筛选测试方法，其特征在于，所述击穿电压在1－5mA的反向电流下测试得到。
3.根据权利要求2所述的二极管反向特性筛选测试方法，其特征在于，所述击穿电压在1－3mA的反向电流下测试得到。
4.根据权利要求1所述的二极管反向特性筛选测试方法，其特征在于，选取97％－99％击穿电压范围内的两点电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2。
5.根据权利要求4所述的二极管反向特性筛选测试方法，其特征在于，选取98％的击穿电压和99％的击穿电压这两个电压值，测试该两点电压值下的漏电流，分别记作IR1和IR2。
6.根据权利要求1－5任一项所述的二极管反向特性筛选测试方法，其特征在于，根据权利要求1－5任一项所述的测试方法反复测试IR1和IR2的比值。
7.根据权利要求6所述的二极管反向特性筛选测试方法，其特征在于，反复测试的次数不少于10次。
8.根据权利要求7所述的二极管反向特性筛选测试方法，其特征在于，反复测试的次数为15次。
9.权利要求1－5任一项所述的二极管反向特性筛选测试方法在筛选具有曲线分段缺陷的二极管中的应用。
10.权利要求6－8任一项所述的二极管反向特性筛选测试方法在筛选具有双曲线缺陷的二极管中的应用。
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