微电子器件测试与封装-第四章-资料课件.ppt

1、微电子器件测试与封装-第四章深爱半导体股份有限公司封装部-谢文华2器件的分类 Page 2内容|半导体器件测试SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD 半导体器件 一、集成电路ASIC存储器FPGA 二、分立器件双极晶体管Transistor场效应晶体管 MOSFET可控硅 SCR二极管 DiodeIGBT1、ICEO,ICBO,IEBO2、BVCEO,BVCBO,BVEBO3、VCESAT、VBESAT4、hFE5、VFBE、VFBC、VFEC6、开关时间：TS、TF7、热阻双极晶体管的参数内容|半导体器件测试4 Page 4SHENZHEN SI SEMICON

2、DUCTORS CO.,LTD 1.IGSS:栅源漏电 2.IDSS：漏源漏电 3.BVDSS：漏源反向击穿电压 4.VTH：开启电压 5.RDSON：导通电阻 6.VFSD：源漏正向电压 7.GMP：跨导 8.VP:夹断电压GDSMOSFET的参数内容|半导体器件的测试IGBT的参数内容|半导体器件测试1、ICEO,ICBO,IGE2、BVCEO,BVCBO,BVEBO3、VCESAT、VBESAT4、VTH5、VFBE、VFBC、VFEC7、GMP：GFS6、热阻VFVRIR二极管的参数内容|半导体器件测试7 Page 7SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD

3、 半导体器件测试的目的：检验产品能否符合技术指标的要求剔除不良品根据参数进行分选可靠性筛选 测试内容：静态电参数动态电参数热阻可靠性测试 按阶段分芯片测试（中测）成品测试（成测）器件的测试内容|半导体器件测试根据不同环境，可分为：常温测试高温测试低温测试8 Page 8SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD器件的符号内容|半导体器件测试GDS自动分选机器件的测试内容|半导体器件测试测试系统常规测试系统（JUNO DTS-1000）TS测试系统 气枪 主显示器（显示参数、调用程序）报警灯测试站（测头）计数显示器 震盘与导轨 自动分选机静态参数测试设备介绍内容|半导体

4、器件测试图示仪：QT2晶体管特性图示仪370B图示仪576图示仪静态参数测试系统：DTS-1000分立器件测试系统TESEC 881测试系统JCT-200测试系统联动科技分立器件测试系统可靠性测试设备介绍内容|半导体器件测试热阻测试仪TESEC KT-9614热阻测试仪TESEC KT-9414热阻测试仪EAS测试系统ITC5500 EAS测试系统TESEC 3702LV测试系统觉龙 T331A EAS测试系统SOATESEC SOA测试仪其他DY-2993晶体管筛选仪动态参数测试设备介绍内容|半导体器件测试双极晶体管开关参数测试仪：伏达UI9600 UI9602晶体管测试仪KF-2晶体管测试

5、仪觉龙（绍兴宏邦）晶体管开关参数测试系统肯艺晶体管开关参数测试系统DTS-1000分立器件测试系统MOSFET动态参数测试ITC5900测试系统觉龙 T342栅极等效电阻测试系统14质量及其单位 Page 14内容|基础知识SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD15 Page 15SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDVFBE:BE正向通电流IB，测试BE之间的压降双极晶体管的测试内容|半导体器件测试16 Page 16SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD1、ICEO：集电极开路CE之间加电压VCE，测

6、试CE之间的反向电流2、ICBO：发射极开路CB之间加电压VCB，测试CB之间的反向电流O表示OPEN，即开路的意思，不是0（零）由于这些反向电流通常是不希望它发生的，因此也叫漏电流双极晶体管的测试内容|半导体器件测试17 Page 17SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD3、IEBO：C极开路时，EB之间加电压，测试EB之间的反向电流双极晶体管的测试内容|半导体器件测试18 Page 18SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDBVCEO B极开路时CE的反向击穿电压BVCBOE极开路时CB的反向击穿电压作用：测试器件能承受的反向电

7、压，反向击穿电压越高说明器件能承受的电压越高双极晶体管的测试内容|半导体器件测试19 Page 19SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDBVEBOC极开路时EB的反向击穿电压双极晶体管的测试内容|半导体器件测试20 Page 20SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD1、VBESAT:三极管在饱和状态时输入的正向压降2、VCESAT:三极管在饱和状态时集电极发射极间的压降，也叫饱和压降饱和压降即器件导通时的压降，饱和压降越小损耗越小，发热量越低双极晶体管的测试内容|半导体器件测试21 Page 21SHENZHEN SI SEMIC

8、ONDUCTORS CO.,LTDhFE共发射极低频小信号输出交流短路电流放大系数当集电极电压与电流为规定值时，Ic与Ib之比，即IC/IB。一般数值上hFE，测试条件VCE=IC=双极晶体管的测试内容|半导体器件测试22 Page 22SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD热阻(RTH)-阻碍热流散发的物理参数，是表征晶体管工作时所产生的热量向外界散发的能力由于直接测热阻很困难，以测dvbe来测试三极管的热阻条件：VCB=25V IE=?IM=6mA PT=70ms DT=70ms UPP=120mv LOW=40mv双极晶体管的测试内容|半导体器件测试23 P

9、age 23SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD 开关管功率损耗主要在开和关的瞬间，开关时间越长，损耗越高开关时间分：1、TR上升时间2、TS:存储时间3、TF：下降时间开关时间分类的作用提高一致性双极晶体管的测试内容|半导体器件测试24 Page 24SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD 动态参数：QG/QGS/QGDRGCISS COSS CRSS 热阻GDSMOSFET的测试内容|半导体器件的测试25 Page 25SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD 漏电：ICEO,ICBO,IEBO 耐压

10、：BVCEO,BVCBO,BVEBO 饱和压降：VCESAT、VBESAT 放大倍数：hFE 正向压降：VFBE、VFBC、VFEC 开关时间：TS、TF 热阻MOSFET的测试内容|半导体器件的测试26 Page 26SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD 1.IGSS:Gate-to-Source Forward Leakage Current 2.IDSS：Drain-to-Source Forward Leakage Current 3.BVDSS：Drain-to-Source Breakdown Voltage 4.VTH：Gate Threshold

11、 Voltage 5.RDSON：Static Drain-to-Source On-Resistance 6.VFSD：Diode Forward Voltage 7.GMP：GFS 8.VP:Pinch-Off VoltageGDSMOSFET的测试内容|半导体器件的测试27 Page 27SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD 1.GATE CHARGE：QG/QGS/QGD 2.DYNAMIC CHARACTERISTICS：CISS,COSS,CRSS 测试设备：测试设备：ITC5900 功能：功能：QG/QGS/QGD、RG、CISS,COSS,CRS

12、SMOSFET的测试内容|半导体器件的测试 1.測試項目(IGSS)，測試線路如右：測試方法：D,S 短接，GS端給電壓，量測IGSIGSS：此為在閘極周圍所介入的氧化膜的洩極電流，此值愈小愈好，當所加入的電壓，超過氧化膜的耐壓能力時，往往會使元件遭受破壞。測試目的：1.檢測Gate氧化層是否存在異常 2.檢測因ESD導致的damage 3.檢測Bonding后有無Short情形 Page 28SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDMOSFET的测试内容|半导体器件的测试 2.測試項目(IDSS)，測試線路如右：測試方法：G,S 短接，DS端給電壓，量測IDSID

13、SS：即所謂的洩漏電流，通常很小，但是有時為了確保耐壓，在晶片周圍的設計，多少會有洩漏電流成分存在，此最大可能達到標準值10倍以上。該特性與溫度成正比測試目的：1.檢測DS間是否有暗裂 2.建議放在BVDSS后測試 Page 29SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDMOSFET的测试内容|半导体器件的测试 3.測試項目(BVDSS)，測試線路如右：測試方法：G,S 短接，DS端給電流，量測VDS=VD-VSBVDSS：此為Drain端 Source端所能承受電壓值,主要受制內藏逆向二極體的耐壓,其測試條件為 VGS=0V,ID=250 uA.該特性與溫度成正比

14、測試目的：1.檢測產品是否擊穿 2.可用來檢測產品混料 Page 30SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDMOSFET的测试内容|半导体器件的测试 4.測試項目(VTH)，測試線路如右：測試方法：G,D 短接，DS端給電流，量測VTH=VGS=VD-VSVTH：使MOS 開始導通的輸入電壓稱 THRESHOLD VOLTAGE。由於電壓在VGS(TH)以下，POWER MOS 處於截止狀態，因此，VGS(TH)也可以看成耐雜訊能力的一項參數。VGS(TH)愈高，代表耐雜訊能力愈強，但是，如此要使元件完全導通，所需要的電壓也會增大，必須做適當的調整，一般約為 24

15、V，與 BJT導通電壓 VBE=0.6V比較，其耐雜訊能力相當良好。該特性與溫度成反比測試目的：1.檢測產品的OS 2.可用來檢測產品混料 3.檢測W/B制程之Gate線 Page 31SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDMOSFET的测试内容|半导体器件的测试 5.測試項目(Rdson)，測試線路如右：RDSON：導通電阻值,低壓POWER MOSFET最受矚目之參數 RDS(on)=RSOURCE+RCHANNEL+RACCUMULATION+RJFET+R DRIFT(EPI)+RSUBSTRATE低壓POWER MOSFET 導通電阻是由不同區域的電阻所

16、組成，大部分存在於RCHANNEL，RJFET及REPI，在高壓MOS則集中於REPI。為了降低導通電阻值，Mosfet晶片技術上朝高集積度邁進，在製程演進上，TRENCH DMOS以其較高的集積密度，逐漸取代PLANAR DMOS成為MOSFET製程技術主流。該特性與溫度成正比.Page 32SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDMOSFET的测试内容|半导体器件的测试 5.測試項目(Rdson)，測試線路如右：測試方法：GS給電壓，DS端給電流ID，量測VDS 用VDS/ID 得到Rdson 1.分立器件測試機均是由此公式換算得出 2.KDK-2019/201

17、9在寫測試條件時，Range部分請選擇10,其PNP極性VGS需寫成負值測試目的：在產品出現Ball off異常時，可用來加嚴測試，篩 選出異常品 Page 33SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDMOSFET的测试内容|半导体器件的测试 6.測試項目(VFSD)，測試線路如右：測試方法：依照客戶要求決定測試方法：1.一個是VGS=0V，量測DS間二極管的壓降 2.一個是G腳Open，量測DS間二極管的壓降VFSD：此為內嵌二極管的正向導通壓降，VFSD=VS-VD測試目的：1.檢測晶圓製程中的異常，如背材脫落 2.檢測W/B過程中有無Source wire球脫

18、現象Remark：Tesec 881中，VFSD+可以寫成VGS=0V,VFSD代表G腳Open Page 34SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDMOSFET的测试内容|半导体器件的测试 7.測試項目(VP)，測試線路如右：測試方法：給GS一個電壓，從DS間灌入一個電流(一般為250uA)調整IG直到ID=設定電流，量測VGS=VG-VSVP：夾斷電壓測試目的：1.檢測Source Open（Source未打線或者有Ball off現象），如果Source未打線，則VP=VGS Limit=28V 2.當GS OK,DS Short，此時VP=Vgs limi

19、t Page 35SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDMOSFET的测试内容|半导体器件的测试 8.測試項目(GMP)，測試線路如右：測試方法：GD Short，從DS間灌入一個電流(一般為250uA)量測IDS及VGS,用ID/VGS 得到GFSGMP：又叫GFS.代表輸入與輸出的關係即GATE 電壓變化,DRAIN電流變化值,單位為S.當汲極電流愈大,GFS也會增大.在切換動作的電路中,GFS值愈高愈好.測試目的：檢驗產品在某種條件下的電流與電壓的變化量GDSFORCEIDS=250uAMEASURE IDS/VGSVDS 在Tesec 881中，可以用De

20、lta I/Delta Vp來進行替換測試，其 時間要求如下：VP1:ID Time=380uS VP2:0.9*ID Time=780uS GMP=(0.9*ID)/Delta(VP1-VP2)Page 36SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDMOSFET的测试内容|半导体器件的测试MOSFET的交流參數 AC PARAMETER DYNAMIC CHARACTERISTICS CISS,COSS,CRSS GATE CHARGE QG/QGS/QGD TURN-ON/OFF DELAY TIME TD(ON)/TD(OFF)RISE/FALL TIME TR

21、/TF Page 37SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDMOSFET的测试内容|半导体器件的测试MOSFET的交流參數GDSCDSCGDCGSCISS=CGS+CGDCOSS=CDS+CGS/CGDCRSS=CGDCISS:此為POWER MOS在截止狀態下的閘極輸入容量，為閘-源極 間容量CGS與閘-汲極間容量CGD之和。特別是CGD為空乏層 容量。其導通時的最大值，即是VDS=0V時。COSS:此為汲極-源極間的電容量，也可以說是內藏二極體在逆向偏壓時的容量。CRSS:此為汲極-閘極間的電容量，此對於高頻切換動作最有 不良影響。為了提高元件高頻特性，CGD要愈低愈好。Page 38SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTDMOSFET的测试内容|半导体器件的测试39SHENZHEN SI SEMICONDUCTORS CO.,LTD Page 39内容|封装工艺思考：本工序容易出现什么样的不良？不良？什么原因原因引起？docin/sanshengshiyuandoc88/sanshenglu 更多精品资源请访问更多精品资源请访问