CN116774019A - 晶圆老化测试设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种晶圆老化测试设备。该晶圆老化测试设备包括：晶圆测试模块组、控制系统和系统电源安装于机箱；系统电源，用于对晶圆测试模块组和控制系统进行供电；控制系统，用于控制晶圆测试模块组进行老化测试；晶圆测试模块组，用于放置至少一个待测试晶圆，并依据控制系统输出的老化测试指令对至少一个待测试晶圆提供测试环境。本发明提供的方案能够集成HTRB、HTGB与阈值电压检测等多功能的晶圆级老化测试设备，以满足市场需求的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及芯片制造技术应用领域，尤其涉及一种晶圆老化测试设备。
背景技术
碳化硅是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料，也是第三代半导体材料的代表材料，其具有很多优点：化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨耐高压。采用碳化硅材料的产品，与相同电气参数的产品比较，可缩小50%体积，降低80%能量损耗，在特高压、5G、轨道交通、新能源汽车、光伏、储能等诸多领域均得到了广泛应用。
随着电子产品朝向精密与多功能化发展，应用在电子产品内的集成电路的晶圆结构也趋于复杂。而SiC晶圆存在高温栅氧失效等问题、其成品率低，晶圆老化在器件封装前可实现了测试筛选，因此如何有效对碳化硅的老化进行检测以满足市场需求成为了现有技术难点。
针对由于现有技术缺少有效对碳化硅的老化进行检测，导致无法满足市场需求的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种晶圆老化测试设备，以至少解决由于现有技术缺少有效对碳化硅的老化进行检测，导致无法满足市场需求的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种晶圆老化测试设备，包括：晶圆测试模块组、控制系统、系统电源和机箱，其中，晶圆测试模块组、控制系统和系统电源安装于机箱；系统电源，用于对晶圆测试模块组和控制系统进行供电；控制系统，用于控制晶圆测试模块组进行老化测试；晶圆测试模块组，用于放置至少一个待测试晶圆，并依据控制系统输出的老化测试指令对至少一个待测试晶圆提供测试环境；其中，老化测试包括：HTRB、HTGB与阈值电压检测；测试环境包括：在老化测试前，通过惰性气体充气恒压保护并进行加热至恒温；在老化测试过程中，保持恒温恒压并依据老化测试指令执行HTRB、HTGB、阈值电压检测中至少一项测试；在老化测试结束后，停止加热，抽气泄压。
可选的，晶圆测试模块组包括：第一晶圆测试模块、第二晶圆测试模块和第三晶圆测试模块，其中，第一晶圆测试模块、第二晶圆测试模块和第三晶圆测试模块包括：探针板卡、驱动板、加热恒温台、加压保护模块、定位与气动系统。
进一步地，可选的，晶圆测试模块组，还用于依据老化测试指令，在老化测试前，通过探针板卡、驱动板和定位对至少一个待测试晶圆进行移动和定位；并通过气动系统和加压保护模块释放惰性气体执行充气恒压保护；通过加热恒温台执行加热恒温控制；探针板卡和驱动板压紧连接。
可选的，晶圆测试模块组，还用于在老化测试过程中，通过驱动板、加热恒温台、加压保护模块与气动系统执行充气恒压和加热恒温操作，并根据老化测试指令，执行HTRB、HTGB、阈值电压检测中至少一项测试。
进一步地，可选的，晶圆测试模块组，还用于在老化测试结束后，控制探针板卡和驱动板分离；控制加热恒温台停止加热；并控制加压保护模块与气动系统执行抽气泄压；移动并拆卸探针板卡。
可选的，系统电源包括：栅偏电源和反偏电源；晶圆测试模块组还包括：控制电路，控制电路包括：继电器组、mos管组、电阻集合、TVS管组、二极管组、运算放大器、电流采样输出口和阈值检测分压检测输出口；其中，继电器组包括：至少八个继电器，记作K1至K8；mos管组包括：第一MOS管和第二MOS管，记作SW1和SW2；电阻集合包括：至少十三个电阻，记作R1至R13；TVS管组包括：至少四个TVS管，记作D1至D4；二极管组包括：至少三个二极管，记作V1至V3；其中，栅偏电源和反偏电源接入控制电路。
进一步地，可选的，在执行HTRB的过程中，K2的1、2脚接通，至少一个待测试晶圆包括至少一个测试单元，从至少一个待测试晶圆中确定选中的测试单元，反偏电源输入至选中的测试单元的D极；SW1接通，K3的2、3脚接通，K4的1、2脚接通，选中的测试单元的G极接栅偏电源输出的负电源，用于对选中的测试单元的夹断；选中的测试单元的S极输出D极加载反偏电源时的漏电流；电流采样输出口端接I/V转换、信号调理、数据采集电路，K5、K6、K7分时切换实现各测试单元的漏电流检测，动作切换流程包括：K8的第1、2脚接通，K5的第2、3脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第一选中的测试单元的RB漏电流检测；K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第二选中的测试单元的RB漏电流检测；K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第2、3脚接通，用于对第三选中的测试单元的RB漏电流检测。
可选的，在执行HTGB的过程中，K1的第2、3脚接通，K2的第2、3脚接通，至少一个待测试晶圆包括至少一个测试单元，从至少一个待测试晶圆中确定选中的测试单元，选中的测试单元的D极接地；SW1接通，K3的第2、3脚接通，K4的第1、2脚接通，栅偏电源通过限流电阻R1、R2和R3加载在选中的测试单元的G极；选中的测试单元的S极输出G极加载栅偏电源时的漏电流；电流采样输出口端接I/V转换、信号调理、数据采集电路，K5、K6、K7分时切换实现各测试单元的漏电流检测，动作切换流程包括：K8的第1、2脚接通，K5的第2、3脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第一选中的测试单元的GB漏电流检测；K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第二选中的测试单元的GB漏电流检测；K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第2、3脚接通，用于对第三选中的测试单元的GB漏电流检测。
可选的，在执行阈值电压检测的过程中，施加正栅极脉冲，测量阈值电压，其中，施加正栅极脉冲包括：栅偏电源通过远程通讯输出VGS_max电压，延时待栅偏电源的VG电压符合要求；K3的第2、3脚接通，K4的第1、2脚接通；K1的第1、2脚接通，K2的第1、2脚接通，至少一个待测试晶圆包括至少一个测试单元，从至少一个待测试晶圆中确定选中的测试单元，阈值检测漏极电源输入至选中的测试单元的第2脚；K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第2、3脚接通，K8的第2、3脚接通；利用MOS管快速开关的特性实现电压值为VGS_max的正栅极脉冲施加；SW1接通，VGS_max电压施加到选中的测试单元的第1脚，SW1接通持续预设时长后关断，实现对选中的测试单元的预设时长正栅极脉冲的施加；测量阈值电压包括：恒流控制电压施加到运算放大器上，通过调节R13的阻值，确定阈值检测漏极电源的电压检测时的电流限值；根据阈值电流，利用运算放大器的虚断特性，调节恒流控制电压和R13的阻值，SW2接通，K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第2、3脚接通，K8的第2、3脚接通，使得第一选中的测试单元流经R13的电流恒定为阈值电流，通过R5、R6分压，检测阈值检测分压检测输出口端的电压反算，得到第一选中的测试单元的阈值电压值；循环切换K5、K6、K7，同时保持K8的第2、3脚接通，分时实现对第一选中的测试单元、第二选中的测试单元和第三选中的测试单元的阈值电压检测。
可选的，至少一个待测试晶圆包括：SiC。
本发明实施例提供了一种晶圆老化测试设备，通过晶圆测试模块组、控制系统和系统电源安装于机箱；系统电源，用于对晶圆测试模块组和控制系统进行供电；控制系统，用于控制晶圆测试模块组进行老化测试；晶圆测试模块组，用于放置至少一个待测试晶圆，并依据控制系统输出的老化测试指令对至少一个待测试晶圆提供测试环境；从而能够集成HTRB、HTGB与阈值电压检测等多功能的SiC晶圆级老化测试设备，以满足市场需求的技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种晶圆老化测试设备的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种晶圆老化测试设备中的控制电路的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。
还需要说明是，本发明下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本发明实施例对此不作具体限制。
本发明实施例提供一种晶圆老化测试设备，图1为本发明实施例提供的一种晶圆老化测试设备的示意图；如图1所示，本申请实施例提供的晶圆老化测试设备包括：
晶圆测试模块组12、控制系统14、系统电源16和机箱18，其中，晶圆测试模块组12、控制系统14和系统电源16安装于机箱18；系统电源16，用于对晶圆测试模块组12和控制系统14进行供电；控制系统14，用于控制晶圆测试模块组12进行老化测试；晶圆测试模块组12，用于放置至少一个待测试晶圆，并依据控制系统14输出的老化测试指令对至少一个待测试晶圆提供测试环境；其中，老化测试包括：HTRB、HTGB与阈值电压检测；测试环境包括：在老化测试前，通过惰性气体充气恒压保护并进行加热至恒温；在老化测试过程中，保持恒温恒压并依据老化测试指令执行HTRB、HTGB、阈值电压检测中至少一项测试；在老化测试结束后，停止加热，抽气泄压。
可选的，晶圆测试模块组12包括：第一晶圆测试模块、第二晶圆测试模块和第三晶圆测试模块，其中，第一晶圆测试模块、第二晶圆测试模块和第三晶圆测试模块包括：探针板卡、驱动板、加热恒温台、加压保护模块、定位与气动系统。
具体的，如图1所示，本申请实施例提供的晶圆老化测试设备包括：三组晶圆测试模块（即，本申请实施例中的晶圆测试模块组12）、控制系统14、系统电源16与机箱18；在本申请实施例中三组晶圆测试模块结构相同，即，本申请实施例中的第一晶圆测试模块、第二晶圆测试模块和第三晶圆测试模块；
三组晶圆测试模块包括：探针板卡、驱动板、加热恒温台、加压保护模块、定位与气动系统。
进一步地，可选的，晶圆测试模块组12，还用于依据老化测试指令，在老化测试前，通过探针板卡、驱动板和定位对至少一个待测试晶圆进行移动和定位；并通过气动系统和加压保护模块释放惰性气体执行充气恒压保护；通过加热恒温台执行加热恒温控制；探针板卡和驱动板压紧连接。
可选的，晶圆测试模块组12，还用于在老化测试过程中，通过驱动板、加热恒温台、加压保护模块与气动系统执行充气恒压和加热恒温操作，并根据老化测试指令，执行HTRB、HTGB、阈值电压检测中至少一项测试。
进一步地，可选的，晶圆测试模块组12，还用于在老化测试结束后，控制探针板卡和驱动板分离；控制加热恒温台停止加热；并控制加压保护模块与气动系统执行抽气泄压；移动并拆卸探针板卡。
具体的，如图1所示，基于本申请实施例提供的晶圆老化测试设备的结构和晶圆测试模块的结构，老化测试分为三个阶段：
阶段一：老化测试前期准备：
人工上探针板卡，探针板卡的移动与定位；
惰性气体充气恒压保护；
加热恒温控制；
探针板卡与驱动板自动压紧连接。
阶段二：老化测试进行中：
充气恒压与加热恒温持续进行；
控制系统根据编程的HTRB、HTGB与阈值电压检测，控制驱动板实现老化测试自动运行；
阶段三：老化测试结束：
探针板卡与驱动板自动分离；
加热台停止加热；
抽气泄压；
探针板卡移动，人工卸探针板卡。
可选的，系统电源16包括：栅偏电源和反偏电源；晶圆测试模块组12还包括：控制电路，控制电路包括：继电器组、mos管组、电阻集合、TVS管组、二极管组、运算放大器、电流采样输出口和阈值检测分压检测输出口；其中，继电器组包括：至少八个继电器，记作K1至K8；mos管组包括：第一MOS管和第二MOS管，记作SW1和SW2；电阻集合包括：至少十三个电阻，记作R1至R13；TVS管组包括：至少四个TVS管，记作D1至D4；二极管组包括：至少三个二极管，记作V1至V3；其中，栅偏电源和反偏电源接入控制电路。
进一步地，可选的，在执行HTRB的过程中，K2的1、2脚接通，至少一个待测试晶圆包括至少一个测试单元，从至少一个待测试晶圆中确定选中的测试单元，反偏电源输入至选中的测试单元的D极；SW1接通，K3的2、3脚接通，K4的1、2脚接通，选中的测试单元的G极接栅偏电源输出的负电源，用于对选中的测试单元的夹断；选中的测试单元的S极输出加载反偏电源时的漏电流；电流采样输出口端接I/V转换、信号调理、数据采集电路，K5、K6、K7分时切换实现各测试单元的漏电流检测，动作切换流程包括：K8的第1、2脚接通，K5的第2、3脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第一选中的测试单元的RB漏电流检测；K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第二选中的测试单元的RB漏电流检测；K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第2、3脚接通，用于对第三选中的测试单元的RB漏电流检测。
可选的，在执行HTGB的过程中，K1的第2、3脚接通，K2的第2、3脚接通，至少一个待测试晶圆包括至少一个测试单元，从至少一个待测试晶圆中确定选中的测试单元，选中的测试单元的D极接地；SW1接通，K3的第2、3脚接通，K4的第1、2脚接通，栅偏电源通过限流电阻R1、R2和R3加载在选中的测试单元的G极；选中的测试单元的S极输出G极加载栅偏电源时的漏电流；电流采样输出口端接I/V转换、信号调理、数据采集电路，K5、K6、K7分时切换实现各测试单元的漏电流检测，动作切换流程包括：K8的第1、2脚接通，K5的第2、3脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第一选中的测试单元的GB漏电流检测；K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第二选中的测试单元的GB漏电流检测；K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第2、3脚接通，用于对第三选中的测试单元的GB漏电流检测。
可选的，在执行阈值电压检测的过程中，施加正栅极脉冲，测量阈值电压，其中，施加正栅极脉冲包括：栅偏电源通过远程通讯输出VGS_max电压，延时待栅偏电源的VG电压符合要求；K3的第2、3脚接通，K4的第1、2脚接通；K1的第1、2脚接通，K2的第1、2脚接通，至少一个待测试晶圆包括至少一个测试单元，从至少一个待测试晶圆中确定选中的测试单元，阈值检测漏极电源输入至选中的测试单元的第2脚；K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第2、3脚接通，K8的第2、3脚接通；利用MOS管快速开关的特性实现电压值为VGS_max的正栅极脉冲施加；SW1接通，VGS_max电压施加到选中的测试单元的第1脚，SW1接通持续预设时长后关断，实现对选中的测试单元的预设时长正栅极脉冲的施加；测量阈值电压包括：恒流控制电压施加到运算放大器上，通过调节R13的阻值，确定阈值检测漏极电源的电压检测时的电流限值；根据阈值电流，利用运算放大器的虚断特性，调节恒流控制电压和R13的阻值，SW2接通，K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第2、3脚接通，K8的第2、3脚接通，使得第一选中的测试单元流经R13的电流恒定为阈值电流，通过R5、R6分压，检测阈值检测分压检测输出口端的电压反算，得到第一选中的测试单元的阈值电压值；循环切换K5、K6、K7，同时保持K8的第2、3脚接通，分时实现对第一选中的测试单元、第二选中的测试单元和第三选中的测试单元的阈值电压检测。
具体的，图2为本发明实施例提供的一种晶圆老化测试设备中的控制电路的示意图，如图2所示，本申请实施例中的控制电路组成如下：
DUT1至DUT3：SiC待测试器件（即，本申请实施例中的至少一个待测试晶圆）；其中，DUT1为第一选中的测试单元、DUT2为第二选中的测试单元和DUT3为第三选中的测试单元；
K1至K8（即，本申请实施例中的继电器组）：继电器；
SW1和SW2：MOS管；
R1至R 13：电阻；
D1至D4：TVS管；
V1至V 3：二极管；
U1：运算放大器；
VG：栅偏电源，可通过远程控制输出正/负电源，可复用为阈值检测VGS_max电源；
VD：反偏电源；
VT：阈值检测漏极电源；
VC1至VC3：DUT1至DUT 3的RB、GB电流采样输出口；
VTC：阈值检测分压检测输出口；
在执行HTRB的过程中，K2继电器1、2脚接通，反偏电源VD输入至选中的测试单元DUT（Device Under Test）的第2脚（D极）；SW1 MOS管接通，K3继电器2、3脚接通，K4继电器1、2脚接通，DUT的第1脚（G极）接VG输出的负电源，实现SiC待测器件（即，本申请实施例中的待测试晶圆）的夹断；DUT第3脚输出D极加载反偏电源VD时的漏电流。VC1至VC3端接I/V转换、信号调理、数据采集电路，K5、K6、K7分时切换实现不同DUT的漏电流检测，其动作切换流程描述如下：
（1）K8继电器1、2脚接通，K5继电器2、3脚接通，K6继电器1、2脚接通，K7继电器1、2脚接通，实现对DUT1器件的RB漏电流检测；
（2）K8继电器1、2脚接通，K5继电器1、2脚接通，K6继电器2、3脚接通，K7继电器1、2脚接通，实现对DUT2器件的RB漏电流检测；
（3）K8继电器1、2脚接通，K5继电器1、2脚接通，K6继电器1、2脚接通，K7继电器2、3脚接通，实现对DUT3器件的RB漏电流检测。
在执行HTGB的过程中，K1继电器2、3脚接通，K2继电器第2、3脚接通，选中的晶圆DUT的第2脚接地；SW1 MOS管接通，K3继电器第2、3脚接通，K4继电器1、2脚接通，栅偏电源VG通过限流电阻R1至R3加载在DUT器件第1脚。DUT第3脚输出G极加载VG时的漏电流。VC1至VC3端接I/V转换、信号调理、数据采集电路，K5、K6、K7分时切换实现不同DUT的漏电流检测，其动作切换流程描述如下：
（1）K8继电器1、2脚接通，K5继电器2、3脚接通，K6继电器1、2脚接通，K7继电器1、2脚接通，实现对DUT1器件的GB漏电流检测；
（2）K8继电器1、2脚接通，K5继电器1、2脚接通，K6继电器2、3脚接通，K7继电器1、2脚接通，实现对DUT2器件的GB漏电流检测；
（3）K8继电器1、2脚接通，K5继电器1、2脚接通，K6继电器1、2脚接通，K7继电器2、3脚接通，实现对DUT3器件的GB漏电流检测；
在执行阈值电压检测的过程中，需要施加正栅极脉冲，然后再测量阈值电压（VT），其测量方法流程描述如下：
（1）施加正栅极脉冲
实现100ms（即，本申请实施例中的预设时长）正栅极脉冲的施加。
VG通过远程通讯输出VGS_max电压，延时待VG电压符合要求；K3继电器2、3脚接通，K4继电器1、2脚接通；K1继电器1、2脚接通，K2继电器1、2脚接通，VT输入至DUT1至DUT3的第2脚；K5继电器1、2脚接通，K6继电器2、3脚接通，K7继电器2、3脚接通，K8继电器第2、3脚接通。
利用MOS管快速开关的特性实现电压值为VGS_max的正栅极脉冲施加。SW1 MOS管接通，VGS_max电压施加到DUT1至DUT 3的第1脚（G极），SW1接通持续100ms后关断，实现对DUT器件100ms正栅极脉冲的施加；
（2）阈值检测
恒流控制电压施加到U1运算放大器上，通过调节R13电阻的阻值，可以确定VT电压检测时的电流限值。阈值电流为1mA（即，本申请实施例中的阈值电流），利用运算放大器的虚断特性，调节恒流控制电压和R13电阻阻值，SW2 MOS管继电器接通，K5继电器1、2脚接通，K6继电器2、3脚接通，K7继电器2、3脚接通，K8继电器第2、3脚接通，使得DUT1流经R13的电流恒定为1mA，通过R5、R6分压，检测VTC端的电压反算可得到DUT1的阈值电压值。
循环切换K5、K6、K7，同时保持K8继电器的2、3脚接通，分时实现对DUT1、DUT2和DUT3的阈值电压检测。
在本申请实施例中晶圆测试模块组各晶圆测试模块中均含有对应的控制电路，其中，如图2所示，仅以DUT1至DUT3为例进行说明，在实际应用中会存在更多的DUT，在本申请实施例中一个待测试晶圆中有成百上千个DUT，通过继电器选择待测试晶圆中的DUT，通过继电器的选择确定测试单元DUT（即，本申请实施例中的选中的测试单元），进而依据控制系统14输出的老化测试指令执行HTRB、HTGB、阈值电压检测中至少一项测试。
需要说明的是，本申请实施例中至少一个待测试晶圆包括：SiC，即，以SiC为优选示例进行说明，以实现本申请实施例提供的晶圆老化测试设备为准，具体不做限定。本发明实施例提供了一种晶圆老化测试设备，通过晶圆测试模块组、控制系统和系统电源安装于机箱；系统电源，用于对晶圆测试模块组和控制系统进行供电；控制系统，用于控制晶圆测试模块组进行老化测试；晶圆测试模块组，用于放置至少一个待测试晶圆，并依据控制系统输出的老化测试指令对至少一个待测试晶圆提供测试环境；从而能够集成HTRB、HTGB与阈值电压检测等多功能的SiC晶圆级老化测试设备，以满足市场需求的技术效果。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶圆老化测试设备，其特征在于，包括：
晶圆测试模块组、控制系统、系统电源和机箱，其中，
所述晶圆测试模块组、所述控制系统和所述系统电源安装于所述机箱；
所述系统电源，用于对所述晶圆测试模块组和所述控制系统进行供电；
所述控制系统，用于控制所述晶圆测试模块组进行老化测试；
所述晶圆测试模块组，用于放置至少一个待测试晶圆，并依据所述控制系统输出的老化测试指令对所述至少一个待测试晶圆提供测试环境；
其中，所述老化测试包括：HTRB、HTGB与阈值电压检测；所述测试环境包括：在所述老化测试前，通过惰性气体充气恒压保护并进行加热至恒温；在所述老化测试过程中，保持恒温恒压并依据所述老化测试指令执行HTRB、HTGB、阈值电压检测中至少一项测试；在所述老化测试结束后，停止加热，抽气泄压。
2.根据权利要求1所述的晶圆老化测试设备，其特征在于，所述晶圆测试模块组包括：第一晶圆测试模块、第二晶圆测试模块和第三晶圆测试模块，其中，所述第一晶圆测试模块、所述第二晶圆测试模块和所述第三晶圆测试模块包括：探针板卡、驱动板、加热恒温台、加压保护模块、定位与气动系统。
3.根据权利要求2所述的晶圆老化测试设备，其特征在于，
所述晶圆测试模块组，还用于依据所述老化测试指令，在所述老化测试前，通过所述探针板卡、所述驱动板和所述定位对所述至少一个待测试晶圆进行移动和定位；并通过所述气动系统和所述加压保护模块释放惰性气体执行充气恒压保护；通过所述加热恒温台执行加热恒温控制；所述探针板卡和所述驱动板压紧连接。
4.根据权利要求3所述的晶圆老化测试设备，其特征在于，
所述晶圆测试模块组，还用于在所述老化测试过程中，通过所述驱动板、所述加热恒温台、所述加压保护模块与所述气动系统执行充气恒压和加热恒温操作，并根据所述老化测试指令，执行所述HTRB、所述HTGB、所述阈值电压检测中至少一项测试。
5.根据权利要求4所述的晶圆老化测试设备，其特征在于，
所述晶圆测试模块组，还用于在所述老化测试结束后，控制所述探针板卡和所述驱动板分离；控制所述加热恒温台停止加热；并控制所述加压保护模块与所述气动系统执行抽气泄压；移动并拆卸所述探针板卡。
6.根据权利要求1所述的晶圆老化测试设备，其特征在于，所述系统电源包括：栅偏电源和反偏电源；所述晶圆测试模块组还包括：控制电路，所述控制电路包括：继电器组、mos管组、电阻集合、TVS管组、二极管组、运算放大器、电流采样输出口和阈值检测分压检测输出口；其中，
所述继电器组包括：至少八个继电器，记作K1至K8；
所述mos管组包括：第一MOS管和第二MOS管，记作SW1和SW2；
所述电阻集合包括：至少十三个电阻，记作R1至R13；
所述TVS管组包括：至少四个TVS管，记作D1至D4；
所述二极管组包括：至少三个二极管，记作V1至V3；
其中，所述栅偏电源和所述反偏电源接入所述控制电路。
7.根据权利要求6所述的晶圆老化测试设备，其特征在于，
在执行所述HTRB的过程中，K2的1、2脚接通，所述至少一个待测试晶圆包括至少一个测试单元，从所述至少一个待测试晶圆中确定选中的测试单元，所述反偏电源输入至所述选中的测试单元的D极；SW1接通，K3的2、3脚接通，K4的1、2脚接通，所述选中的测试单元的G极接所述栅偏电源输出的负电源，用于对所述选中的测试单元的夹断；所述选中的测试单元的S极输出D极加载反偏电源时的漏电流；所述电流采样输出口端接I/V转换、信号调理、数据采集电路，K5、K6、K7分时切换实现各测试单元的漏电流检测，动作切换流程包括：
K8的第1、2脚接通，K5的第2、3脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第一选中的测试单元的RB漏电流检测；
K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第二选中的测试单元的RB漏电流检测；
K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第2、3脚接通，用于对第三选中的测试单元的RB漏电流检测。
8.根据权利要求6所述的晶圆老化测试设备，其特征在于，
在执行所述HTGB的过程中，K1的第2、3脚接通，K2的第2、3脚接通，所述至少一个待测试晶圆包括至少一个测试单元，从所述至少一个待测试晶圆中确定选中的测试单元，所述选中的测试单元的D极接地；SW1接通，K3的第2、3脚接通，K4的第1、2脚接通，所述栅偏电源通过限流电阻R1、R2和R3加载在所述选中的测试单元的G极；所述选中的测试单元的S极输出G极加载栅偏电源时的漏电流；所述电流采样输出口端接I/V转换、信号调理、数据采集电路，K5、K6、K7分时切换实现各测试单元的漏电流检测，动作切换流程包括：
K8的第1、2脚接通，K5的第2、3脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第一选中的测试单元的GB漏电流检测；
K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第1、2脚接通，用于对第二选中的测试单元的GB漏电流检测；
K8的第1、2脚接通，K5的第1、2脚接通，K6的第1、2脚接通，K7的第2、3脚接通，用于对第三选中的测试单元的GB漏电流检测。
9.根据权利要求6所述的晶圆老化测试设备，其特征在于，
在执行所述阈值电压检测的过程中，施加正栅极脉冲，测量阈值电压，其中，所述施加正栅极脉冲包括：所述栅偏电源通过远程通讯输出VGS_max电压，延时待所述栅偏电源的VG电压符合要求；K3的第2、3脚接通，K4的第1、2脚接通；K1的第1、2脚接通，K2的第1、2脚接通，所述至少一个待测试晶圆包括至少一个测试单元，从所述至少一个待测试晶圆中确定选中的测试单元，所述阈值检测漏极电源输入至所述选中的测试单元的第2脚；K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第2、3脚接通，K8的第2、3脚接通；利用MOS管快速开关的特性实现电压值为VGS_max的正栅极脉冲施加；SW1接通，所述VGS_max电压施加到所述选中的测试单元的第1脚，SW1接通持续预设时长后关断，实现对所述选中的测试单元的预设时长正栅极脉冲的施加；
所述测量阈值电压包括：恒流控制电压施加到所述运算放大器上，通过调节R13的阻值，确定所述阈值检测漏极电源的电压检测时的电流限值；根据阈值电流，利用所述运算放大器的虚断特性，调节恒流控制电压和R13的阻值，SW2接通，K5的第1、2脚接通，K6的第2、3脚接通，K7的第2、3脚接通，K8的第2、3脚接通，使得第一选中的测试单元流经R13的电流恒定为所述阈值电流，通过R5、R6分压，检测所述阈值检测分压检测输出口端的电压反算，得到所述第一选中的测试单元的阈值电压值；循环切换K5、K6、K7，同时保持K8的第2、3脚接通，分时实现对所述第一选中的测试单元、第二选中的测试单元和第三选中的测试单元的阈值电压检测。
10.根据权利要求1所述的晶圆老化测试设备，其特征在于，所述至少一个待测试晶圆包括：SiC。
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