UIS测试装置及其使用方法与流程

本发明涉及半导体，特别是涉及一种uis测试装置及其使用方法。

背景技术：

1、越来越多的mos器件需要测试器件耐受雪崩能量冲击的能力，雪崩能量击穿值eas&ear(单脉冲雪崩击穿能量&重复雪崩能量)已经逐渐成为mos器件强健性的重要指标。

2、uis(非嵌位感性负载开关过程，unclamped inductive switching)测试实质上就是一种模拟mos器件在系统应用中遭遇极端电热应力的测试，通过这种测试我们可以得到mos器件耐受能量的能力。

3、请参阅图1和图2，其示出了一种用于uis测试的测试电路，测试电路包括：mos器件，mos器件与电感、负载电阻、电压源组成一串接的测试回路，测试回路上设置有电流探头，mos器件的源、漏端上设置有电压探头，mos器件的栅极接控制电路；其中，当mos器件处于关断状态时，电压探头的测试值为电源的电压，电感储存能量趋于为零；利用控制电路对mos器件的栅电极施加脉冲，mos器件处于开启状态，此时电压源对电感充电，使得测试回路的电流达到峰值电流；利用控制电路调节mos器件的栅电极电压为0，mos器件关断，电感将储存的能量通过mos器件泄放，当mos器件两端的电压达到击穿电压时，mos器件发生雪崩击穿，测试回路的电流由峰值电流下降为0；电感为l，峰值电流为ias，击穿电压为bvdss，电压源的电压为vdd，雪崩能量击穿值eas＝lias2bvdss/2(bvdss-vdd)。

4、当前的mos器件在晶圆测试阶段，要想在uis这个项目上实现量产测试还是存在很多技术难点，市面上没有现成可用的测试设备。原因大概有以下几点：

5、1.该项目测试值波动大，对测试源要求较高，对测试的精准度要求极高。

6、2.该测试项目涉及到电感器件，对电感测量单元的测试精度要求极高。

7、3.该测试项目中，每个dut的能量的泄放时长略有差别，在同测中需要考虑时序的校准和统一。

8、4.该测试项目为器件能量冲击耐力测试项，相较于普通的漏电测试，开启电压等测试项目，该测试项目存在较大的器件破坏概率。

9、综上原因，当前市面上没有现成可用的针对uis测试项目的晶圆级量产测试设备(即使有也是单测的或者仅面向封装器件的测试设备)。但是随着我们的产品种类越来越丰富，越来越多的产品有在晶圆级做该项目的全测需求。

10、为解决上述问题，需要提出一种新型的uis测试装置及其使用方法。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种uis测试装置及其使用方法，用于解决现有技术中没有现成可用的针对uis测试项目的晶圆级量产测试设备(即使有也是单测的或者仅面向封装器件的测试设备)。但是随着我们的产品种类越来越丰富，越来越多的产品有在晶圆级做该项目的全测需求的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种uis测试装置，包括：

3、探针台、测试处理终端、第一、二开关、第一、二测试模块、位于晶圆上的mos器件；其中，

4、所述探针台用于装载所述晶圆以及将所述mos器件的有效信息发送至所述测试处理终端；

5、所述测试处理终端分别通过所述第一、二开关与所述第一、二测试模块连接，所述测试处理终端用于：接收所述有效信息、将所述有效信息传输至所述第一、二测试模块以及接收所述第一、二测试模块的测试结果；

6、所述第一测试模块用于非uis测试，所述第一测试模块工作时，所述第一开关接通，所述第二开关断开；

7、所述第二测试模块用于uis测试，所述第二测试模块工作时，所述第一开关断开，所述第二开关接通。

8、优选地，所述第二测试模块上设有测试电路，所述测试电路包括：电感、负载电阻、电压源，所述mos器件与所述电感、负载电阻、电压源组成一串接的测试回路，所述测试回路上设置有电流探头，所述mos器件的源、漏端上设置有电压探头，所述mos器件的栅极接控制电路；其中，当所述mos器件处于关断状态时，所述电压探头的测试值为所述电源的电压，所述电感储存能量趋于为零；利用所述控制电路对所述mos器件的栅电极施加脉冲，所述mos器件处于开启状态，此时所述电压源对所述电感充电，使得所述测试回路的电流达到峰值电流；利用所述控制电路调节所述mos器件的栅电极电压为0，所述mos器件关断，所述电感将储存的能量通过所述mos器件泄放，当mos器件两端的电压达到击穿电压时，所述mos器件发生雪崩击穿，所述测试回路的电流由所述峰值电流下降为0；所述电感为l，所述峰值电流为ias，所述击穿电压为bvdss，所述电压源的电压为vdd，雪崩能量击穿值eas＝lias2bvdss/2(bvdss-vdd)。

9、优选地，所述有效信息包括所述晶圆的信息、所述晶圆上的芯片坐标信息、待测试的所述mos器件是否有效的信息。

10、优选地，所述测试处理终端为计算机。

11、优选地，所述第一测试模块为静态参数测试仪。

12、优选地，所述第二测试模块为测试仪表阵列组。

13、优选地，所述探针台与所述处理终端之间利用gpib协议接口传输数据。

14、优选地，所述测试处理终端利用thib接线端口与所述第一测试模块传输数据。

15、优选地，所述测试处理终端利用gpib协议与所述第二测试模块传输数据。

16、本发明提供一种uis测试装置的使用方法，包括：

17、步骤一、提供探针台、测试处理终端、第一、二开关、第一、二测试模块、位于晶圆上的mos器件；其中，

18、所述探针台用于装载所述晶圆以及将所述mos器件的有效信息发送至所述测试处理终端；

19、所述测试处理终端分别通过所述第一、二开关与所述第一、二测试模块连接，所述测试处理终端用于：接收所述有效信息、将所述有效信息传输至所述第一、二测试模块以及接收所述第一、二测试模块的测试结果；

20、所述第一测试模块用于非uis测试，所述第一测试模块工作时，所述第一开关接通，所述第二开关断开；

21、所述第二测试模块用于uis测试，所述第二测试模块工作时，所述第一开关断开，所述第二开关接通；

22、步骤二、断开所述第一开关，接通所述第二开关，利用所述第二测试模块进行所述uis测试；

23、步骤三、接通所述第一开关，断开所述第二开关，利用所述第一测试模块进行所述非uis测试，判断所述mos器件是否失效。

24、优选地，步骤一中的所述第二测试模块上设有测试电路，所述测试电路包括：电感、负载电阻、电压源，所述mos器件与所述电感、负载电阻、电压源组成一串接的测试回路，所述测试回路上设置有电流探头，所述mos器件的源、漏端上设置有电压探头，所述mos器件的栅极接控制电路；所述测试电路的使用方法包括：关断所述mos器件，所述电压探头的测试值为所述电源的电压，所述电感储存能量趋于为零；利用所述控制电路对所述mos器件的栅电极施加脉冲，开启所述mos器件，所述电压源对所述电感充电，使得所述测试回路的电流达到峰值电流；利用所述控制电路调节所述mos器件的栅电极电压为0，关断所述mos器件，所述电感将储存的能量通过所述mos器件泄放，当mos器件两端的电压达到击穿电压时，所述mos器件发生雪崩击穿，所述测试回路的电流由所述峰值电流下降为0；所述电感为l，所述峰值电流为ias，所述击穿电压为bvdss，所述电压源的电压为vdd，雪崩能量击穿值eas＝lias2bvdss/2(bvdss-vdd)。

25、优选地，步骤一中的所述有效信息包括所述晶圆的信息、所述晶圆上的芯片坐标信息、待测试的所述mos器件是否有效的信息。

26、优选地，步骤一中的所述测试处理终端为计算机。

27、优选地，步骤一中的所述第一测试模块为静态参数测试仪。

28、优选地，步骤一中的所述第二测试模块为测试仪表阵列组。

29、优选地，步骤一中的所述探针台与所述处理终端之间利用gpib协议接口传输数据。

30、优选地，步骤一中的所述测试处理终端利用thib接线端口与所述第一测试模块传输数据。

31、优选地，步骤一中的所述测试处理终端利用gpib协议与所述第二测试模块传输数据。

32、如上所述，本发明的uis测试装置及其使用方法，具有以下有益效果：

33、本发明的针对uis测试项目的晶圆级量产测试设备，符合各种产品有在晶圆级做uis测试项目的全测需求。