監(jiān)測傳輸線脈沖靜電放電測試響應(yīng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子元器件靜電放電測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種監(jiān)測傳輸線脈沖靜電放電測試響應(yīng)的方法、監(jiān)測傳輸線脈沖靜電放電測試響應(yīng)的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳輸線脈沖(Transmiss1n Line Pulse，TLP)測試是指利用傳輸線產(chǎn)生短脈沖(50毫微秒到200毫微秒)，測量電子元器件內(nèi)ESD (Electro-Static discharge，靜電放電)保護(hù)結(jié)構(gòu)的電流/電壓特性的方法。恒定阻抗的傳輸線可以產(chǎn)生恒定幅度的方波。TLP測試產(chǎn)生的短脈沖用來模擬作用于電子元器件的短ESD脈沖。通過使用短脈沖，可以精確測量到通過被測樣品的電流和施加在樣品上的電壓，從而可以得到被測樣品的ι-ν(電流-電壓)特性。隨著TLP測試越來越普及，這種測試方法在設(shè)計(jì)分析方面逐漸代替了傳統(tǒng)的人體放電模型(HBM，Human-Body Model)測試。
[0003]目前，電子元器件的傳輸線脈沖靜電放電測試過程僅能監(jiān)測脈沖電壓和電流，尚無針對靜電放電通道的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法。另外，現(xiàn)有的技術(shù)方案是先利用傳輸線脈沖裝置對電子元器件進(jìn)行靜電放電測試，再用光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯微鏡對電子元器件由于靜電損傷可能造成的燒毀位置進(jìn)行觀察(無需給電子元器件加電)。但是靜電放電測試引起的電子元器件損傷可能存在各種不同程度的燒毀現(xiàn)象。當(dāng)燒毀程度較輕、燒毀面積較小時(shí)，利用光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯微鏡往往無法觀察到燒毀現(xiàn)象，所以無法實(shí)現(xiàn)損傷點(diǎn)定位。當(dāng)燒毀程度嚴(yán)重、燒毀面積較大時(shí)，利用光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯微鏡觀察難以實(shí)現(xiàn)器件初始損傷位置的準(zhǔn)確定位。此外現(xiàn)有技術(shù)方案還存在試驗(yàn)步驟多、試驗(yàn)時(shí)間長、試驗(yàn)信息利用不充分等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對上述問題，提供一種監(jiān)測傳輸線脈沖靜電放電測試響應(yīng)的方法和系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)靜電放電通道的實(shí)時(shí)監(jiān)測以及靜電擊穿位置的準(zhǔn)確定位。
[0005]一種監(jiān)測傳輸線脈沖靜電放電測試響應(yīng)的方法，包括步驟:
[0006]通過光發(fā)射顯微鏡采集待測電子元器件的光學(xué)反射像；
[0007]通過TLP測試系統(tǒng)施加傳輸線脈沖到所述待測電子元器件；
[0008]通過光發(fā)射顯微鏡采集所述傳輸線脈沖放電過程的光發(fā)射圖像；
[0009]通過TLP測試系統(tǒng)測量施加所述傳輸線脈沖后所述待測電子元器件管腳間的漏電流；
[0010]若所述漏電流大于等于預(yù)設(shè)閾值，或者所述傳輸線脈沖達(dá)到設(shè)定的最大脈沖電壓，結(jié)束測試；若所述漏電流小于預(yù)設(shè)閾值且所述傳輸線脈沖未達(dá)到所述最大脈沖電壓，增加所述傳輸線脈沖的脈沖電壓，得到新的傳輸線脈沖，返回通過TLP測試系統(tǒng)施加傳輸線脈沖到所述待測電子元器件的步驟；
[0011]將采集的各光發(fā)射圖像與所述光學(xué)反射像疊加，定位所述待測電子元器件的靜電放電通道和損傷點(diǎn)。
[0012]一種監(jiān)測傳輸線脈沖靜電放電測試響應(yīng)的系統(tǒng)，包括TLP測試系統(tǒng)、光發(fā)射顯微鏡;
[0013]所述TLP測試系統(tǒng)用于施加傳輸線脈沖到待測電子元器件；測量施加所述傳輸線脈沖后所述待測電子元器件管腳間的漏電流；在所述漏電流大于等于預(yù)設(shè)閾值，或者所述傳輸線脈沖達(dá)到設(shè)定的最大脈沖電壓時(shí)，結(jié)束測試；在所述漏電流小于預(yù)設(shè)閾值且所述傳輸線脈沖未達(dá)到所述最大脈沖電壓時(shí)，增加所述傳輸線脈沖的脈沖電壓，得到新的傳輸線脈沖，重新施加新的所述傳輸線脈沖到所述待測電子元器件；
[0014]所述光發(fā)射顯微鏡用于采集所述待測電子元器件的光學(xué)反射像；在所述TLP測試系統(tǒng)施加傳輸線脈沖時(shí)，采集所述傳輸線脈沖放電過程的光發(fā)射圖像；在測試結(jié)束后，將采集的各光發(fā)射圖像與所述光學(xué)反射像疊加，定位所述待測電子元器件的靜電放電通道和損傷點(diǎn)。
[0015]本發(fā)明監(jiān)測傳輸線脈沖靜電放電測試響應(yīng)的方法和系統(tǒng)，在TLP測試系統(tǒng)將不同脈沖電壓的傳輸線脈沖施加到電子元器件的同時(shí)，光發(fā)射顯微鏡米集各傳輸線脈沖放電過程的光發(fā)射圖像，從而在測試結(jié)束時(shí)，將各光發(fā)射圖像與光學(xué)反射像疊加，精確定位電子元器件的靜電放電通道和損傷點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了傳輸線脈沖靜電放電測試過程中電致發(fā)光現(xiàn)象的實(shí)時(shí)監(jiān)測，便于在靜電放電測試過程中明確電子元器件內(nèi)部的靜電放電通道，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確定位靜電放電的損傷點(diǎn)，從而確定產(chǎn)品抗靜電薄弱環(huán)節(jié)。另外，本發(fā)明試驗(yàn)信息利用充分，試驗(yàn)步驟簡單，可為電子元器件的靜電損傷研宄和ESD設(shè)計(jì)改進(jìn)提供良好的技術(shù)支撐，具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明方法實(shí)施例的流程示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明監(jiān)測傳輸線脈沖靜電放電測試響應(yīng)的方法的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)描述。
[0019]如圖1所示，一種監(jiān)測傳輸線脈沖靜電放電測試響應(yīng)的方法，包括步驟:
[0020]S110、通過光發(fā)射顯微鏡采集待測電子元器件的光學(xué)反射像；
[0021]S120、通過TLP測試系統(tǒng)施加傳輸線脈沖到所述待測電子元器件；
[0022]S130、通過光發(fā)射顯微鏡采集所述傳輸線脈沖放電過程的光發(fā)射圖像；
[0023]S140、通過TLP測試系統(tǒng)測量施加所述傳輸線脈沖后所述待測電子元器件管腳間的漏電流，若所述漏電流小于預(yù)設(shè)閾值且所述傳輸線脈沖未達(dá)到設(shè)定的最大脈沖電壓，進(jìn)入步驟S150 ;若所述漏電流大于等于預(yù)設(shè)閾值，或者所述傳輸線脈沖達(dá)到所述最大脈沖電壓，進(jìn)入步驟S160 ；
[0024]S150、增加所述傳輸線脈沖的脈沖電壓，得到新的傳輸線脈沖，返回步驟S120 ;
[0025]S160、結(jié)束測試，進(jìn)入步驟S170 ;
[0026]S170、將采集的各光發(fā)射圖像與所述光學(xué)反射像疊加，定位所述待測電子元器件的靜電放電通道和損傷點(diǎn)。
[0027]TLP測試系統(tǒng)和光發(fā)射顯微鏡均采用現(xiàn)有的設(shè)備。在半導(dǎo)體內(nèi)部存在熱載流子能量釋放和電子空穴復(fù)合兩種發(fā)光機(jī)制。熱載流子能量釋放發(fā)光機(jī)制是指可移動(dòng)載流子(電子或空穴)經(jīng)過電場加速獲得足夠的動(dòng)能，通過光子輻射將其累積的動(dòng)能釋放。電子空穴復(fù)合發(fā)光機(jī)制是指導(dǎo)帶的電子躍迀到價(jià)帶與空穴結(jié)合輻射發(fā)光。光發(fā)射顯微鏡(EMMI)即利用半導(dǎo)體的發(fā)光原理對電子元器件進(jìn)行失效定位，具體為:光發(fā)射顯微鏡內(nèi)部的高靈敏度相機(jī)偵測電子元器件內(nèi)部由于漏電所產(chǎn)生的光子，然后光發(fā)射顯微鏡將偵測到的光子經(jīng)由放大、積分和影像處理，找出元器件內(nèi)部產(chǎn)生光子的位置，再加以分析即可實(shí)現(xiàn)電子元器件的失效定位。
[0028]光發(fā)射顯微鏡主體架構(gòu)包括載物臺、高靈敏度相機(jī)模塊、圖像采集處理模塊等。在利用TLP測試系統(tǒng)和光發(fā)射顯微鏡進(jìn)行靜電放電測試時(shí)，需要先將待測電子元器件放置在光發(fā)射顯微鏡載物臺上。步驟SllO之前，需要先設(shè)置光發(fā)射顯微鏡的掃描參數(shù)。步驟S120之前，需要先將TLP測試系統(tǒng)的測試電極與待測電子元器件管腳連接，然后通過TLP測試系統(tǒng)測量并記錄待測電子元器件管腳間的初始漏電流，以保證設(shè)備的準(zhǔn)確性。需要說明的是，設(shè)置光發(fā)射顯微鏡的掃描參數(shù)和測量初始漏電流并無先后順序，可同時(shí)進(jìn)行。
[0029]當(dāng)TLP測試系統(tǒng)利用內(nèi)部的傳輸線產(chǎn)生傳輸線脈沖，并施加到待測電子元器件時(shí)，傳輸線脈沖產(chǎn)生的大電流流經(jīng)待測電子元器件內(nèi)部，放電通道上有熱載流子能量釋放和電子空穴復(fù)合兩種發(fā)光機(jī)制，此時(shí)光發(fā)射顯微鏡實(shí)時(shí)偵測樣品放電通道上產(chǎn)生的光子，形成發(fā)光圖像，從而在測試結(jié)束時(shí)，將采集的每個(gè)脈沖放電過程的光發(fā)射圖像與光學(xué)反射像進(jìn)行疊加，實(shí)現(xiàn)靜電放電通道和損傷點(diǎn)的精確定位。另外，通過TLP測試系統(tǒng)將傳輸線脈沖施加到待測電子元器件后，還可以通過TLP測試系統(tǒng)測量并記錄所述傳輸線脈沖施加在所述待測電子元器件上的脈沖電壓，以及通過所述待測電子元器件的電流，從而根據(jù)記錄的脈沖電壓和電流得到待測電子元器件的電流/電壓曲線。
[0030]如圖1所示，判斷測試是否結(jié)束的條件包括:在待測電子元器件上施加一定脈沖電壓的傳輸線脈沖后，利用TLP測試系統(tǒng)測量該傳輸線脈沖施加后待測電子元器件管腳間的漏電流，當(dāng)被測管腳之間的漏電流大于等于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，判定為器件徹底損傷，TLP測試系統(tǒng)停止向待測電子元器件施加傳輸線脈沖，結(jié)束測試，其中所述預(yù)設(shè)閾值可以為產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定的最大漏電流值，若產(chǎn)品規(guī)范沒有規(guī)定最大漏電流值，則預(yù)設(shè)閾值一般取初始漏電流的10倍；若本次傳輸線脈沖達(dá)到了設(shè)定的最大脈沖電壓，TLP測試系統(tǒng)同樣停止向待測電子元器件施加傳輸線脈沖，結(jié)束測試；若漏電流小于預(yù)設(shè)閾值，且本次傳輸線脈沖也沒有達(dá)到最大脈沖電壓，則逐步增加傳輸線脈沖的脈沖電壓，