TW201407706A - 半導體元件特性的檢測方法及檢測設備 - Google Patents

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Abstract

一種半導體元件特性的檢測方法。首先，提供一半導體元件。接著，施加一檢測電流並加熱半導體元件，以量測半導體元件之溫度與電壓，以建立半導體元件之溫度與電壓的關係式。藉此，可以計算出半導體元件之溫度靈敏係數。另提出一種半導體元件特性的檢測設備。

Description

半導體元件特性的檢測方法及檢測設備
本發明是有關於一種檢測方法及檢測設備，且特別是有關於一種半導體元件特性的檢測方法及檢測設備。
半導體元件(例如發光二極體)之晶片溫度或熱阻的量測方法非常耗時。近年來由於元件在單位面積的熱通量不斷提升，如何準確量測元件之晶片溫度或熱阻值，為判斷元件壽命及可靠度的重要依據之一。
依照聯合電子元件工程委員會(Joint Electron Device Engineering Council，JEDEC)之國際標準方法規定，半導體元件之晶片溫度及熱阻之量測，首先必須得知元件之電壓與溫度之關係，稱之為溫度靈敏係數(temperature sensitive parameter，TSP)。此溫度靈敏係數之量測係藉由控制元件在不同的穩態溫度條件下量測其元件電壓值，因此需耗費大量的時間成本。
依據規範內容，TSP量測需耗費相當多的資源與時間，因此廠商通常只在研發階段進行量測，以做為研發型號產品之規格。然而由於製程良率及穩定性問題必然存在，因而廠商現階段並無法對於出廠元件進行批量或全檢，造成半導體元件(例如發光二極體)普遍良率過低及可靠度不足問題。
有鑑於此，本發明提供一種半導體元件特性的檢測方法，可快速地得到半導體元件的溫度靈敏係數，大幅降低時間成本、增加產能並兼顧品質效益。
本發明另提供一種半導體元件特性的檢測設備，其設計為高效率的量測平台，可對未切割的元件進行溫度靈敏係數的快速量測。
本發明提供一種半導體元件特性的檢測方法。首先，提供一半導體元件。接著，施加一檢測電流並加熱半導體元件，以量測半導體元件之溫度與電壓，以建立半導體元件之溫度與電壓的關係式。
在本發明之一實施例中，半導體元件為一已封裝元件或是複數個未經切割的晶粒。
在本發明之一實施例中，檢測電流包含一加熱電流和一測試電流。
在本發明之一實施例中，加熱電流的電流準位為大於10 mA。
在本發明之一實施例中，測試電流的電流準位為0.1 mA至10 mA。
在本發明之一實施例中，檢測電流波形為加熱電流和測試電流交替變化組成的脈衝波形，並於測試電流的持續時間中，量測半導體元件之溫度與電壓。
在本發明之一實施例中，檢測電流前半段為加熱電流，後半段為測試電流。
在本發明之一實施例中，於加熱電流的維持時間中，量測半導體元件之溫度與電壓，以建立半導體元件之溫度與電壓的第一關係式。
在本發明之一實施例中，於測試電流的維持時間中，量測半導體元件之溫度與電壓，以建立半導體元件之溫度與電壓的第二關係式。
在本發明之一實施例中，是以一加熱載台加熱半導體元件。
在本發明之一實施例中，檢測電流包含一測試電流，當加熱載台加熱時，於溫度上升的暫態變化中，量測半導體元件之溫度與電壓，以建立半導體元件之溫度與電壓的第一關係式。
在本發明之一實施例中，檢測電流包含一測試電流，當加熱載台停止加熱時，於溫度下降的暫態變化中，量測半導體元件之溫度與電壓，以建立半導體元件之溫度與電壓的第二關係式。
在本發明之一實施例中，檢測電流波形為加熱電流和測試電流交替變化組成的脈衝波形，構成第N個脈衝的脈衝高度的加熱電流準位低於構成第N+1個脈衝的脈衝高度的加熱電流準位，N為大於1的整數，並於測試電流的持續時間中，量測半導體元件之溫度與電壓。
在本發明之一實施例中，加熱電流的電流準位為大於10 mA。
本發明提供另一種半導體元件特性的檢測設備，其包括載台、電性量測單元、溫度量測單元、控溫單元及控制單元。載台用於承載半導體元件。電性量測單元用於量測半導體元件之電壓。溫度量測單元用於量測半導體元件之溫度。控溫單元用以控制半導體元件的環境溫度。控制單元，用於在溫度上升過程中截取各個晶粒之至少兩個的電壓及溫度，以建立各個晶粒之溫度與電壓的關係式。
在本發明之一實施例中，溫度量測單元為紅外線偵測器、溫度量測探針或熱電偶。
在本發明之一實施例中，半導體元件為未經切割且具有多數個晶粒。
在本發明之一實施例中，電性量測單元為電性量測排針。
在本發明之一實施例中，電性量測單元及溫度量測單元整合為用以量測電性及溫度的複合式排針。
在本發明之一實施例中，半導體元件為一已封裝元件。
在本發明之一實施例中，電性量測單元為電性量測探針。
基於上述，本發明提出一種半導體元件特性的檢測方法及檢測設備，可快速地得到半導體元件的溫度靈敏係數。此檢測方法及檢測設備可適用於已封裝元件或未切割元件。亦即，可在未經切割之晶圓上檢測，亦可在切割且封裝後的元件上檢測。此外，此檢測設備可與光電特性檢 測機結合使用，大幅降低時間成本，達到增加速產能並兼顧品質之效益。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本發明提出一種半導體元件特性的檢測方法及檢測設備，可快速地得到半導體元件的溫度靈敏係數。
以下，將說明本發明之半導體元件特性的檢測設備。圖1A~1E是分別根據本發明一實施例所繪示之半導體元件特性的檢測設備的示意圖，其中左方為側視圖，右方為上視圖。
請參照圖1A~1D，檢測設備100a~100d各自包括溫控單元104、載台106、電流源108、電壓量測單元、溫度量測單元以及控制單元114。
載台106用於承載半導體元件102。半導體元件102為包括晶粒101與基板103的封裝體，例如已封裝之發光二極體元件。電流源108電性連接至半導體元件102，以提供電流使元件加熱。在一實施例中，電流源108例如是透過導線架及導線而電性連接至半導體元件102。
此外，在一實施例中，半導體元件102可以置放於溫控單元104中，使半導體元件102的環境溫度維持穩定。然而，在另一實施例中，半導體元件102也可以置放於室溫(約25℃)中進行量測。
電壓量測單元及溫度量測單元分別用以偵測半導體元件102之電壓與溫度。電壓量測單元例如是電性量測探針，而溫度量測單元例如是溫度量測探針或配置於封裝體上方之紅外線偵測器。
在圖1A之實施例中，電性量測探針110a例如是量測封裝體之焊墊107處的電壓，而溫度量測探針112a是量測封裝體之基板103處的溫度。
在圖1B之實施例中，電性量測探針110b例如是量測封裝體之晶粒101處的電壓，而溫度量測探針112b是量測封裝體之基板103處的溫度。
在圖1C之實施例中，電性量測探針110c例如是量測封裝體之焊墊107處的電壓，而紅外線偵測器112c是量測封裝體的溫度。
在圖1D之實施例中，電性量測探針110d例如是量測封裝體之晶粒101處的電壓，而紅外線偵測器112d是量測封裝體的溫度。然而，元件之電壓與溫度的量測位置不以上述實施例為限，也可以是本領域具有通常知識者已知的其他合適位置。
此外，電壓量測單元及溫度量測單元也可以是本領域具有通常知識者已知的其他合適偵測器。舉例來說，電壓量測單元可以是電錶，溫度量測單元可以是熱電偶。
控制單元114連接至電壓量測單元與溫度量測單元，以在溫度上升的暫態變化中截取半導體元件102之至少兩個的電壓及溫度，以建立半導體元件102之溫度與電壓的 關係式。
在上述實施例中，是以載台106僅具有承載功能為例來說明之，但不用以限定本發明。在另一實施例中，載台可以為同時具有承載及加熱功能之加熱載台106a，而電流源108僅對半導體元件102提供測試電流而不提供加熱電流，如圖1E所示。圖1E之電性量測探針110e及溫度量測探針112e可依圖1A之實施例(或其他實施例)的方式配置。
圖1A~1E的檢測設備是針對已封裝元件，但本發明之檢測設備也可以針對未切割元件，將在圖2A~2E說明之。圖2A~2E是分別根據本發明一實施例所繪示之半導體元件特性的檢測設備的示意圖，其中左方為側視圖，右方為上視圖。
請參照圖2A~2E，檢測設備200a~200e各自包括溫控單元204、加熱載台206、電流源208、電壓量測單元、溫度量測單元以及控制單元214。
加熱載台206用於承載及加熱半導體元件202。半導體元件202未經切割且具有多數個晶粒201。電流源208電性連接至半導體元件202，但電流源208僅對半導體元件202提供測試電流而不提供加熱電流。在一實施例中，電流源208例如是透過電壓量測單元(如電性量測排針或電性量測探針)而電性連接至半導體元件202。
此外，在一實施例中，半導體元件202可以置放於溫控單元204中，使半導體元件202的環境溫度維持穩定。 然而，在另一實施例中，半導體元件202也可以置放於室溫(約25℃)中進行量測。
電壓量測單元及溫度量測單元分別用以偵測半導體元件202之電壓與溫度。
在圖2A之實施例中，電壓量測單元例如是電性量測排針210a，而溫度量測單元例如是配置於待量測晶粒上方的紅外線偵測器212a。電性量測排針210a及紅外線偵測器212a均可同時針對多個晶粒201分別進行量測。
在圖2B之實施例中，電壓量測單元例如是電性量測探針210b，而溫度量測單元例如是溫度量測探針212b。電性量測探針210b及溫度量測探針212b可針對相同晶粒進行量測。
在圖2C之實施例中，電壓量測單元例如是電性量測探針210c，而溫度量測單元例如是溫度量測探針212c。電性量測探針210c量測一晶粒201a的電壓，而溫度量測探針212c量測晶粒201a之相鄰晶粒201b處的溫度。在一實施例中，晶粒201b與晶粒201a可以相隔至少一晶粒的距離。在另一實施例中，相鄰晶粒201b也可以緊鄰晶粒201a。
在圖2D之實施例中，電壓量測單元例如是電性量測探針210d，而溫度量測單元例如是溫度量測探針212d。電性量測探針210d量測一晶粒201的電壓，而溫度量測探針212d量測一對準標記203處的溫度。
圖2C及2D的作法可避免溫度量測單元受發光二極體發出的光所影響。具體言之，當發光二極體發出的光太強 時，溫度量測單元所量測的結果會有偏差。由於本發明之半導體元件202置放於加熱載台206上，因此晶粒201間的溫度差異不大，所以可以選擇量測相鄰晶粒或對準標記處的溫度，以避免上述問題。
在又一實施例中，電壓量測單元及溫度量測單元整合為用以量測電性及溫度的一複合式排針213，如圖2E所示。複合式排針213的邊緣探針213a例如是溫度量測探針，而其多個中間探針213b例如構成電壓量測排針。
此外，電壓量測單元及溫度量測單元也可以是本領域具有通常知識者已知的其他合適偵測器。舉例來說，電壓量測單元可以是電錶，溫度量測單元可以是熱電偶。
控制單元214連接至電壓量測單元與溫度量測單元，可在溫度上升過程中截取各個晶粒201之至少兩個的電壓及溫度，以建立各個晶粒201之溫度與電壓的關係式。
圖3為根據本發明一實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法的流程示意圖。
請參照圖3，首先，進行步驟S100，提供一半導體元件。然後，進行步驟S102，施加檢測電流並加熱半導體元件，以量測半導體元件之溫度與電壓，以建立半導體元件之溫度與電壓的關係式。
以下，將使用上述之檢測設備來說明本發明之半導體元件特性的檢測方法。
第一實施例
圖4為根據本發明第一實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法中半導體元件之電壓及溫度變化圖。可使用圖1A~1D之任一檢測設備來進行第一實施例之半導體元件特性的檢測方法。以下為使用圖1A之檢測設備為例來說明之。
請參照圖1A及圖4，將半導體元件102置放於載台106上。半導體元件102例如是一已封裝之發光二極體元件。
此外，在一實施例中，半導體元件102可以置放於溫控單元104中，使半導體元件102的環境溫度維持穩定。然而，在另一實施例中，半導體元件102也可以置放於室溫中進行量測。
然後，對半導體元件102施加檢測電流並加熱半導體元件102。測試電流包括加熱電流IH和測試電流IM。可先提供測試電流IM，並量測半導體元件於時間t0之對應的初始電壓V0及初始溫度T0，如圖4所示。測試電流IM一般介於0.1 mA至10 mA之間，避免對元件造成溫升。此外，來自電流源108之加熱電流加熱半導體元件102。
檢測電流波形為加熱電流IH和測試電流IM交替變化組成的脈衝波形，如圖4所示。在一實施例中，此檢測電流可以是脈衝式電流。在另一實施例中，可以對半導體元件102持續提供測試電流IM，然後提供直流電流IH再配合一開/關切換器，以產生具有上述電流波形的加熱電流。
在此實施例中，於測試電流IM的持續時間td中量測半 導體元件102之溫度與電壓。測試電流IM的持續時間td為小於300μs，例如小於50μs，以避免溫度下降。另外，加熱電流IH以能造成元件產生溫升為目的，但不造成元件損傷。舉例來說，溫度範圍一般介於25℃至300℃之間，例如介於25℃至200℃之間。
可於溫度上升的暫態變化中，量測半導體元件102之溫度與電壓，以建立半導體元件之溫度與電壓的關係式。具體言之，使用電性量測探針110a與溫度量測探針112a量測半導體元件102於時間t1~t3之對應的電壓V1~V3及溫度T1~T3，如圖4所示。注意，在此實施例中，是在各個低電流準位IM時量測半導體元件之各個溫度與電壓，而非在各個高電流準位IH時進行量測。於溫度上升的暫態變化中，控制單元114截取元件之至少兩個的溫度與電壓後，將所得電壓與對應的溫度作圖，並計算斜率值。此斜率值即可視為此元件的溫度靈敏係數。
第二實施例
圖5A~5B為根據本發明第二實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法中半導體元件之電壓及溫度變化圖。可使用圖1A~1D之任一檢測設備來進行第二實施例之半導體元件特性的檢測方法。以下為使用圖1A之檢測設備為例來說明之。
請參照圖1A及圖5A~5B，將半導體元件102置放於載台106上。半導體元件102例如是一已封裝之發光二極體元件。此外，半導體元件102可以置放於溫控單元104 中或於室溫中進行量測。
然後，施加檢測電流並加熱半導體元件102，其中測試電流前半段為加熱電流，後半段為測試電流IM。來自電流源108之加熱電流加熱半導體元件102，此加熱電流具有一高電流準位IH的電流波形，如圖5A所示。在此實施例中，高電流準位IH為大於10 mA。在一實施例中，此加熱電流可以是脈衝式電流。在另一實施例中，此加熱電流可以是直流電流。另外，加熱電流以能造成元件產生溫升為目的，但不造成元件損傷。舉例來說，溫度範圍一般介於25℃至300℃之間，例如介於25℃至200℃之間。
接著，於加熱電流的維持時間及溫度上升的暫態變化中，量測半導體元件102之溫度與電壓，以建立半導體元件102之溫度與電壓的第一關係式。具體言之，使用電性量測探針110a與溫度量測探針112a量測半導體元件102於時間t1~t4之對應的電壓V1~V4及溫度T1~T4，如圖5A所示。注意，在此實施例中，是在高電流準位IH時量測半導體元件102之溫度與電壓，以建立半導體元件102之溫度與電壓的第一關係式。
換言之，於溫度上升的暫態變化中，控制單元114截取元件之至少兩個的溫度與電壓後，將所得電壓與對應的溫度作圖，並計算斜率值。此斜率值即可視為此元件之升溫狀態的溫度靈敏係數(heating TSP)。
於得到上述第一關係式後，關閉上述加熱電流，並於測試電流IM的維持時間及溫度下降的暫態變化中，量測半 導體元件102之溫度與電壓，以建立半導體元件102之溫度與電壓的第二關係式。測試電流IM為0.1 mA至10 mA。具體言之，使用電性量測探針110a與溫度量測探針112a量測半導體元件102於時間t5~t8之對應的電壓V5~V8及溫度T5~T8，如圖5B所示。注意，在此實施例中，是在低電流準位IM時量測半導體元件102之溫度與電壓，以建立半導體元件之溫度與電壓的第二關係式。
換言之，於溫度下降的暫態變化中，控制單元114截取元件之至少兩個的溫度與電壓後，將所得電壓與對應的溫度作圖，並計算斜率值。此斜率值即可視為此元件之降溫狀態的溫度靈敏係數(cooling TSP)。
第三實施例
圖6A~6B為根據本發明第三實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法中半導體元件之電壓及溫度變化圖。可使用圖1E之檢測設備來進行第三實施例之半導體元件特性的檢測方法。
請參照圖1E及圖6A~6B，將半導體元件102置放於載台106上。
然後，以加熱載台106a加熱半導體元件102。半導體元件102例如是一已封裝之發光二極體元件。具體言之，將半導體元件102置於一固定溫度的加熱載台106a上。此外，半導體元件102可以置放於溫控單元104中或於室溫中進行量測。另外，加熱載台以能造成元件產生溫升為目的，但不造成元件損傷。舉例來說，溫度範圍一般介於25℃ 至300℃之間，例如介於25℃至200℃之間。
接著，施加檢測電流並加熱半導體元件102，其中檢測電流包括一測試電流IM。當加熱載台106a加熱時，於溫度上升的暫態變化中，對半導體元件102提供測試電流IM，並使用電性量測探針110e與溫度量測探針112e量測半導體元件102於時間t1~t4之對應的電壓V1~V4及溫度T1~T4，如圖6A所示。測試電流IM為0.1 mA至10 mA。
換言之，於溫度上升的暫態變化中，控制單元114截取元件之至少兩個的溫度與電壓後，將所得電壓與對應的溫度作圖，並計算斜率值。此斜率值即可視為此元件之升溫狀態的溫度靈敏係數(heating TSP)。
得到上述第一關係式後，當加熱載台106a停止加熱時，於溫度下降的暫態變化中，對半導體元件102提供測試電流IM，並使用電性量測探針110e與溫度量測探針112e量測半導體元件102於時間t5~t8之對應的電壓V5~V8及溫度T5~T8，如圖6B所示。
換言之，於溫度下降的暫態變化中，控制單元114截取元件之至少兩個的溫度與電壓後，將所得電壓與對應的溫度作圖，並計算斜率值。此斜率值即可視為此元件之降溫狀態的溫度靈敏係數(cooling TSP)。
第四實施例
圖7根據本發明第四實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法中半導體元件之電壓及溫度變化圖。可使用圖1A~1D之任一檢測設備來進行第四實施例之半導體元件 特性的檢測方法。以下為使用圖1A之檢測設備為例來說明之。
請參照圖1A及圖7，將半導體元件102置放於載台106上。半導體元件102例如是一已封裝之發光二極體元件。此外，半導體元件102可以置放於溫控單元104中或於室溫中進行量測。
然後，施加檢測電流並加熱半導體元件102。測試電流包括加熱電流IH和測試電流IM。可先對半導體元件102提供測試電流IM，並量測半導體元件於時間t0之對應的初始電壓V0及初始溫度T0，如圖7所示。測試電流IM為0.1 mA至10 mA。此外，來自電流源108之加熱電流加熱半導體元件102。
檢測電流波形為加熱電流IH和測試電流IM交替變化組成的脈衝波形，其中構成第N個脈衝的脈衝高度的加熱電流準位低於第N+1個脈衝的脈衝高度的加熱電流準位，N為大於1的整數。這些脈衝的脈衝高度至少大於10 mA，並隨時間逐漸升高。另外，加熱電流以能造成元件產生溫升為目的，但不造成元件損傷。舉例來說，溫度範圍一般介於25℃至300℃之間，例如介於25℃至200℃之間。
之後，於測試電流IM的持續時間及溫度上升過程的至少兩個熱平衡狀態中，量測半導體元件102之對應的電壓及溫度。具體言之，使用電性量測探針110a與溫度量測探針112a量測半導體元件102於時間t1~t3之對應的電壓V1~V3及溫度T1~T3，如圖7所示。注意，在此實施例中， 是在第N個脈衝的下降緣與第N+1個脈衝的上升緣之間以測試電流IM量測半導體元件102之溫度與電壓，以建立半導體元件102之溫度與電壓的關係式。測試電流IM為0.1 mA至10 mA。各測試電流IM的持續時間td為小於300μs，例如小於50μs，以避免溫度下降。
於溫度上升過程的至少兩個熱平衡狀態中，控制單元114截取元件之至少兩個的溫度與電壓後，將所得電壓與對應的溫度作圖，並計算斜率值。此斜率值即可視為此元件的溫度靈敏係數。
第五實施例
圖8為根據本發明第五實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法中半導體元件之電壓及溫度變化圖。可使用圖2A~2E之任一檢測設備來進行第五實施例之半導體元件特性的檢測方法。以下為使用圖2A之檢測設備為例來說明之。
請參照圖2A及圖8，將半導體元件202置放於加熱載台206上。半導體元件202例如是未切割元件。此外，半導體元件202可以置放於溫控單元204中或於室溫中進行量測。另外，加熱載台以能造成元件產生溫升為目的，但不造成元件損傷。舉例來說，溫度範圍一般介於25℃至300℃之間，例如介於25℃至200℃之間。
接著，於溫度階段式上升的至少兩個熱平衡狀態中，量測半導體元件202之對應的電壓及溫度，以建立半導體元件202之溫度與電壓的關係式。具體言之，於各個熱平 衡狀態中，對半導體元件202提供測試電流IM，並使用電壓量測排針210a與紅外線偵測器212a量測半導體元件202於時間t1~t3之對應的電壓V1~V3及溫度T1~T3，如圖8所示。測試電流IM為0.1 mA至10 mA。
於溫度上升過程的至少兩個熱平衡狀態中，控制單元114截取元件之至少兩個的溫度與電壓後，將所得電壓與對應的溫度作圖，並計算斜率值。此斜率值即可視為此元件的溫度靈敏係數。
更具體言之，在第五實施例中，可將加熱載台206升至第一溫度達平衡後，全面性地量測半導體元件202之各個晶粒的溫度及電壓。然後，將加熱載台206由第一溫度升至第二溫度達平衡後，全面性地量測半導體元件202的各個晶粒的溫度及電壓。如此重複數次後，將各個晶粒之所得電壓與對應的溫度作圖，並計算斜率值。此斜率值即可視為各個晶粒的溫度靈敏係數。
綜上所述，本發明提出一種半導體元件特性的檢測方法及檢測設備，可快速地得到半導體元件的溫度靈敏係數。此檢測方法及檢測設備可適用於已封裝元件或未切割元件。亦即，可在未經切割之晶圓上檢測，亦可在切割封裝後的元件上檢測。此外，此檢測設備可與光電特性檢測機結合使用，大幅降低時間成本，達到增加速產能並兼顧品質之效益。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離 本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100a~100e‧‧‧檢測設備
101‧‧‧晶粒
102‧‧‧半導體元件
103‧‧‧基板
104‧‧‧溫控單元
106‧‧‧載台
107‧‧‧焊墊
106a‧‧‧加熱載台
108‧‧‧電流源
110a、110b、110c、110d、110e‧‧‧電性量測探針
112a、112b、112e‧‧‧溫度量測探針
112c、112d‧‧‧紅外線偵測器
114‧‧‧控制單元
200a~200e‧‧‧檢測設備
201、201a、201b‧‧‧晶粒
202‧‧‧半導體元件
203‧‧‧對準標記
204‧‧‧溫控單元
206‧‧‧加熱載台
208‧‧‧電流源
210a‧‧‧電性量測排針
212b‧‧‧紅外線偵測器
210b、210c、210d‧‧‧電性量測探針
212b、212c、212d‧‧‧溫度量測探針
213‧‧‧複合式排針
213a‧‧‧邊緣探針
213b‧‧‧中間探針
S100~S102‧‧‧步驟
圖1A~1E是分別根據本發明一實施例所繪示之半導體元件特性的檢測設備的示意圖，其中左方為側視圖，右方為上視圖。
圖2A~2E是分別根據本發明一實施例所繪示之半導體元件特性的檢測設備的示意圖，其中左方為側視圖，右方為上視圖。
圖3為根據本發明一實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法的流程示意圖。
圖4為根據本發明第一實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法中半導體元件之電壓及溫度變化圖。
圖5A~5B為根據本發明第二實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法中半導體元件之電壓及溫度變化圖。
圖6A~6B為根據本發明第三實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法中半導體元件之電壓及溫度變化圖。
圖7根據本發明第四實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法中半導體元件之電壓及溫度變化圖。
圖8為根據本發明第五實施例所繪示之半導體元件特性的檢測方法中半導體元件之電壓及溫度變化圖。
S100~S102‧‧‧步驟

Claims (21)

  1. 一種半導體元件特性的檢測方法，包括：提供一半導體元件；以及施加一檢測電流並加熱該半導體元件，以量測該半導體元件之溫度與電壓，以建立該半導體元件之溫度與電壓的關係式。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中該半導體元件為一已封裝元件或是複數個未經切割的晶粒。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中以該檢測電流包含一加熱電流和一測試電流。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中該加熱電流的電流準位為大於10 mA。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中該測試電流的電流準位為0.1 mA至10 mA。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中該檢測電流波形為該加熱電流和該測試電流交替變化組成的脈衝波形，並於該測試電流的持續時間中，量測該半導體元件之溫度與電壓。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中該檢測電流前半段為該加熱電流，後半段為該測試電流。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中於該加熱電流的維持時間中，量測該半導體元件之溫度與電壓，以建立該半導體元件之溫度與電壓的一第一關係式。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中於該測試電流的維持時間中，量測該半導體元件之溫度與電壓，以建立該半導體元件之溫度與電壓的一第二關係式。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中是以一加熱載台加熱該半導體元件。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中該檢測電流包含一測試電流，當該加熱載台加熱時，於溫度上升的暫態變化中，量測該半導體元件之溫度與電壓，以建立該半導體元件之溫度與電壓的一第一關係式。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中該檢測電流包含一測試電流，當該加熱載台停止加熱時，於溫度下降的暫態變化中，量測該半導體元件之溫度與電壓，以建立該半導體元件之溫度與電壓的一第二關係式。
  13. 如申請專利範圍第3項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中該檢測電流波形為該加熱電流和該測試電流交替變化組成的一脈衝波形，構成第N個脈衝的脈衝高度的該加熱電流準位低於構成第N+1個脈衝的脈衝高度 的該加熱電流準位，N為大於1的整數，並於該測試電流的持續時間中，量測該半導體元件之溫度與電壓。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之半導體元件特性的檢測方法，其中該加熱電流的電流準位為大於10 mA。
  15. 一種半導體元件特性的檢測設備，包括：一載台，用於承載一半導體元件；一電性量測單元，用於量測該半導體元件之電壓；一溫度量測單元，用於量測該半導體元件之溫度；一控溫單元，用以控制該半導體元件的環境溫度；以及一控制單元，用於在溫度上升過程中截取各個晶粒之至少兩個的電壓及溫度，以建立各個晶粒之溫度與電壓的關係式。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之半導體元件特性的檢測設備，其中該溫度量測單元為一紅外線偵測器、一溫度量測探針或一熱電偶。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之半導體元件特性的檢測設備，其中該半導體元件為未經切割且具有多數個晶粒。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之半導體元件特性的檢測設備，其中該電性量測單元為一電性量測排針。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之半導體元件特性的檢測設備，其中該電性量測單元及該溫度量測單元整合為用以量測電性及溫度的一複合式排針。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之半導體元件特性的檢測設備，其中該半導體元件為一已封裝元件。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之半導體元件特性的檢測設備，其中該電性量測單元為一電性量測探針。
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