CN110146799A - 一种半导体芯片漏电位置的测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体芯片漏电位置的测试装置及方法，测试装置包括相互连接的半导体器件参数测试装置和红外热成像装置；半导体器件参数测试装置用于：放置待测芯片，并给待测芯片施加反向电压；红外热成像装置包括红外热成像仪和显示设备，红外热成像仪穿过半导体器件参数测试装置且位于所述待测芯片上方；显示设备与红外热成像仪连接，用于观测测试结果，确定芯片表面漏电位置。基于半导体芯片漏电位置测试装置的方法，是将待测芯片放置于半导体器件参数测试装置上，并开启红外热成像装置；给待测芯片施加反向电压，实时观察待测芯片表面热分布；根据待测芯片表面热分布，确定芯片表面漏电位置。
Description
技术领域
本发明属于半导体芯片检测技术领域，具体涉及一种半导体芯片漏电位置的测试装置及方法。
背景技术
在半导体制造领域，对半导体器件(例如，二极管、三极管等)进行性能测试是半导体器件在生产过程中必备的工序，以剔除不合格的半导体器件，并根据器件测试结果分析器件失效原因。为节省器件封装成本，在器件封装前进行器件芯片的筛选，对器件进行测试。
半导体器件的反向漏电流是一个重要参数，应用时，当器件处于反向阻断态，高的反向漏电流将导致大的热损耗，如果反向漏电导致热损耗达到一定程度，结温度会上升将可能导致热系统的正反馈，并形成热失控，导致器件永久性损坏，故减小器件反向漏电流是器件制备需要考虑的重要因素。
减小器件反向漏电流，需要找到漏电流集中产生的位置，以后续进行工艺检测分析，分析漏电流产生的原因，改善器件漏电特性，因此有必要对半导体芯片上集中产生的漏电位置进行检测。
发明内容
为了满足上述需要，本发明提出一种半导体芯片漏电位置的测试装置及方法，在半导体芯片测试过程中，检测芯片上漏电流集中产生的位置，便于后续进行芯片分析，揭示芯片设计、工艺中存在的问题，改善芯片特性。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种半导体芯片漏电位置测试装置，所述装置包括相互连接的半导体器件参数测试装置和红外热成像装置；
所述半导体器件参数测试装置用于：放置待测芯片，并给所述待测芯片施加反向电压；
所述红外热成像装置包括红外热成像仪和显示设备，所述红外热成像仪穿过半导体器件参数测试装置且位于所述待测芯片上方；所述显示设备与所述红外热成像仪连接，用于观测测试结果，确定芯片表面漏电位置。
优选的，所述半导体参数测试装置包括高压电源、测试探针台和检测装置；所述红外热成像装置还包括：支架；
所述测试探针台与高压电源连接，用于获取高压电源的电压和电流；所述检测装置与待测芯片连接，用于检测芯片上的特性和漏电流；
所述测试探针台上方设有圆孔，所述红外热成像仪由支架支撑，通过圆孔置入探针台内部，置于待测芯片上方。
进一步地，所述测试探针台包括：相互连接的测试探针和载片台；
所述测试探针位于所述待测芯片上方，且与所述待测芯片接触，所述测试探针用于向待测芯片施加反向电压。
进一步地，所述测试探针为1个或者至少2个，所述测试探针数量由待测芯片反向参数确定。
进一步地，所述红外热成像仪具有对焦功能。
进一步地，所述支架包括底座、支撑件、连接杆、以及分别连接于所述连接杆两端的第一接头和第二接头；
所述支撑件一端与红外热成像仪连接，用于固定红外成像仪，另一端与连接杆和底座连接；
所述第一接头的一端连接所述底座，用于调节红外热成像仪的高低；
所述第二接头的一端连接所述支撑件，用于调节红外热成像仪的方向。
进一步地，所述支架还包括第一环形锁紧件和第二环形锁紧件，所述第一环形锁紧件套接在所述第一接头上，用于对所述第一接头进行固定或限位，所述第二环形锁紧件套接在所述第二万向接头上，用于对所述第二接头进行固定或限位。
进一步地，所述待测芯片包括半导体单芯片和整片晶圆；所述半导体单芯片和整片晶圆置于所述载片台上。
基于半导体芯片漏电位置测试装置的方法，包括：将待测芯片放置于半导体器件参数测试装置上，并开启红外热成像装置；
给所述待测芯片施加反向电压，实时观察待测芯片表面热分布；
根据待测芯片表面热分布，确定芯片表面漏电位置。
优选的，所述给待测芯片施加反向电压，实时观察待测芯片表面热分布之前还包括：
将待测芯片放入所述测试探针台中，放置在所述载片台上，调节所述载片台和所述探针高度，使得待测芯片与所述探针相接触。
进一步地，所述探针数量由待测芯片反向参数确定；其中，所述待测芯片反向参数包括待测芯片反向电压参数和反向电流参数。
与最接近的现有技术相比，本发明还具有如下有益效果：
本发明提出的一种半导体芯片漏电位置的测试装置及方法，提出的装置包括相互连接的半导体器件参数测试装置和红外热成像装置；半导体器件参数测试装置用于放置待测芯片，并给所述待测芯片施加反向电压；红外热成像装置包括红外热成像仪和显示设备，红外热成像仪穿过半导体器件参数测试装置且位于所述待测芯片上方；显示设备与红外热成像仪连接，用于观测测试结果，确定芯片表面漏电位置。红外热成像通过对热红外敏感CCD对物体进行成像，能反映出物体表面的温度场。漏电流集中位置形成的热点，可通过红外热成像设备观测到，从而实现对半导体芯片漏电位置进行定位。
提出的测试方法具体包括将待测芯片放置于半导体器件参数测试装置上，并开启红外热成像装置；给所述待测芯片施加反向电压，实时观察待测芯片表面热分布，根据待测芯片表面热分布，确定芯片表面漏电位置；以便后续对漏电集中原因进行分析，找出漏电流大的原因，揭示芯片设计、工艺中存在的问题，从而改善器件特性，减小器件漏电流。
附图说明
图1是本发明实施例中测试装置示意图；
图2是本发明实施例中测试探针台俯视图；
图3是本发明实施例中测试方法流程图；
图中，11为测试探针台，12为高压电流源，13为检测装置，21为红外热成像仪， 22为显示设备。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
本发明提供一种半导体芯片漏电位置测试装置，所述装置包括相互连接的半导体器件参数测试装置和红外热成像装置；
所述半导体器件参数测试装置用于：放置待测芯片，并给所述待测芯片施加反向电压；
所述红外热成像装置包括红外热成像仪和显示设备，所述红外热成像仪穿过半导体器件参数测试装置且位于所述待测芯片上方；所述显示设备与所述红外热成像仪连接，用于观测测试结果，确定芯片表面漏电位置所述半导体参数测试装置包括高压电流源、测试探针台和检测装置；所述红外热成像装置还包括：支架；
所述测试探针台与高压电源连接，用于获取高压电源的电压和电流；所述检测装置与待测芯片连接，用于检测芯片上的特性和漏电流；
所述测试探针台上方设有圆孔，所述红外热成像仪由支架支撑，通过圆孔置入探针台内部，置于待测芯片上方。
由于黑体辐射的存在，任何物体都依据温度的不同对外进行电磁波辐射。波长为2.0～1000微米的部分称为热红外线。红外热成像通过对热红外敏感CCD对物体进行成像，能反映出物体表面的温度场。漏电流集中产生的位置，会产生热点，可通过红外热成像设备观测到。
红外热像仪具有对焦功能，在观察待测芯片热分布时，可上下左右调节用于支撑红外热成像仪的支架，从而改变所述红外热成像仪的高度，使其对焦，以便技术人员观察待测芯片热分布。
所述测试探针台包括：相互连接的测试探针和载片台；
所述测试探针位于所述待测芯片上方，且与所述待测芯片接触，所述测试探针用于向待测芯片施加反向电压；
所述待测芯片包括半导体单芯片和整片晶圆；所述半导体单芯片和整片晶圆置于所述载片台上。
所述测试探针为1个或者至少2个；测试探针数量由待测芯片反向参数确定。
当一个测试探针与所述待测芯片接触施加的反向电压无法承载测试探针台的电流时，则增添测试探针数量为至少2个。
所述支架包括底座、支撑件、连接杆、以及分别连接于所述连接杆两端的第一接头和第二接头；
所述支撑件一端与红外热成像仪连接，用于固定红外成像仪，另一端与连接杆和底座连接；
所述第一接头的一端连接所述底座，用于调节红外热成像仪的高低；
所述第二接头的一端连接所述支撑件，用于调节红外热成像仪的方向。
此外，支架还包括第一环形锁紧件和第二环形锁紧件，所述第一环形锁紧件套接在所述第一接头上，用于对所述第一接头进行固定或限位，所述第二环形锁紧件套接在所述第二万向接头上，用于对所述第二接头进行固定或限位。
如图3所示，本发明提出基于半导体芯片漏电位置测试装置的方法包括：
S1将待测芯片放置于半导体器件参数测试装置上，并开启红外热成像装置；
S2给所述待测芯片施加反向电压，实时观察待测芯片表面热分布；
S3根据待测芯片表面热分布，确定芯片表面漏电位置。
在执行步骤S2给所述待测芯片施加反向电压，实时观察待测芯片表面热分布之前还包括：
将待测芯片放入所述测试探针台中，放置在所述载片台上，调节所述载片台和所述探针高度，使得待测芯片与所述探针相接触。其中，探针数量由待测芯片反向参数确定；待测芯片反向参数包括待测芯片反向电压参数和反向电流参数等。
实施例1：
本发明实施例1提供了一种测试装置，其结构图如图1所示，包括半导体器件参数测试装置、红外热成像装置。红外热成像装置包括红外热成像仪21、显示设备22，所述显示设备用于显示红外热成像仪的测试结果。半导体参数测试装置包含高压电流源12、测试探针台11、检测装置13。
其中测试探针台里面设有测试探针和载片台，所述载片台可放置半导体单芯片和整片晶圆，上述测试探针为1个或至少2个。上述测试探针台上方设有圆孔，其俯视图如图2所示，
红外热成像仪21由支架支撑，通过探针台上方的圆孔置入探针台内部，置于待测芯片上方，用于观察待测芯片热分布，支架可进行上下左右调节红外热成像仪21 的高度，红外热像仪21具有对焦功能。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等) 上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/ 或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (11)
1.一种半导体芯片漏电位置测试装置，其特征在于，所述装置包括相互连接的半导体器件参数测试装置和红外热成像装置；
所述半导体器件参数测试装置用于：放置待测芯片，并给所述待测芯片施加反向电压；
所述红外热成像装置包括红外热成像仪和显示设备，所述红外热成像仪穿过半导体器件参数测试装置且位于所述待测芯片上方；所述显示设备与所述红外热成像仪连接，用于观测测试结果，确定芯片表面漏电位置。
2.如权利要求1所述的漏电位置测试装置，其特征在于，所述半导体参数测试装置包括高压电流源、测试探针台和检测装置；所述红外热成像装置还包括：支架；
所述测试探针台与高压电源连接，用于获取高压电源的电压和电流；所述检测装置与待测芯片连接，用于检测芯片上的特性和漏电流；
所述测试探针台上方设有圆孔，所述红外热成像仪由支架支撑，通过圆孔置入探针台内部，置于待测芯片上方。
3.如权利要求2所述的漏电位置测试装置，其特征在于，所述测试探针台包括：相互连接的测试探针和载片台；
所述测试探针位于所述待测芯片上方，且与所述待测芯片接触，所述测试探针用于向待测芯片施加反向电压。
4.如权利要求3所述的漏电位置测试装置，其特征在于，所述测试探针为1个或者至少2个，所述测试探针数量由待测芯片反向参数确定。
5.如权利要求2所述的漏电位置测试装置，其特征在于，所述红外热成像仪具有对焦功能。
6.如权利要求2所述的漏电位置测试装置，其特征在于，所述支架包括底座、支撑件、连接杆、以及分别连接于所述连接杆两端的第一接头和第二接头；
所述支撑件一端与红外热成像仪连接，用于固定红外成像仪，另一端与连接杆和底座连接；
所述第一接头的一端连接所述底座，用于调节红外热成像仪的高低；
所述第二接头的一端连接所述支撑件，用于调节红外热成像仪的方向。
7.如权利要求6所述的漏电位置测试装置，其特征在于，所述支架还包括第一环形锁紧件和第二环形锁紧件，所述第一环形锁紧件套接在所述第一接头上，用于对所述第一接头进行固定或限位，所述第二环形锁紧件套接在所述第二万向接头上，用于对所述第二接头进行固定或限位。
8.如权利要求3所述的漏电位置测试装置，其特征在于，所述待测芯片包括半导体单芯片和整片晶圆；所述半导体单芯片和整片晶圆置于所述载片台上。
9.基于如权利要求1-8任一项所述的基于半导体芯片漏电位置测试装置的方法，包括：将待测芯片放置于半导体器件参数测试装置上，并开启红外热成像装置；
给所述待测芯片施加反向电压，实时观察待测芯片表面热分布；
根据待测芯片表面热分布，确定芯片表面漏电位置。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述给待测芯片施加反向电压，实时观察待测芯片表面热分布之前还包括：
将待测芯片放入所述测试探针台中，放置在所述载片台上，调节所述载片台和所述探针高度，使得待测芯片与所述探针相接触。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述探针数量由待测芯片反向参数确定；其中，所述待测芯片反向参数包括待测芯片反向电压参数和反向电流参数。
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