半导体厂商如何做芯片的出厂测试?

半导体厂商如何做芯片的出厂测试?,第1张

封装之后的测试不熟,有FT、SLT等,具体不详,yield map一类,以前在fab的时候,看到的是结果,具体测法不详,说一下fab芯片制造完成之后的测试吧。

1,出厂必测的WAT,wafer acceptance test,主要是电性能测试,每一类晶体管的参数,电压电容电阻等,每一层金属的电阻,层间的电容等,12寸厂的晶圆抽测9颗样点,均匀分布在整个wafer上,答主熟悉的55nm技术,每一个样点上必测70~120个参数,整片wafer测完约需要10~15分钟,设备主要是安捷伦和东电的;

2,在晶圆制造过程中监测膜厚、线宽等,膜厚是13点,线宽是9点;

3,光学镜头芯片还会测试wafer的翘曲度、整体厚度值,要配合后端芯片的再制备;

4,在测试芯片(非生产性正常检测)的时候,还会测试NBTI、TDDB、GOV等;

5,其他根据芯片特性的测试。

金属应变计的工作机理是所谓几何效应:当应变计拉长时,则其截面积减小,从而造成电阻增大。金属应变计主要是采用康铜之类的Cu-Ni合金来制作,往往采用弯曲的条状结构。这种应变计在较小的功耗下具有较大的灵敏度和较大的电阻。

半导体应变计的工作机理,除了几何效应以外,还有更为重要的所谓压阻效应(压电效应):当应变计拉长或者缩短时,半导体的载流子迁移率将发生变化,则导致电阻变化。半导体应变计主要是采用Si来制作,常常采用扩散或者离子注入式的结构,这与IC工艺兼容。这种应变计具有较好的温度稳定性、更好的线性度、更大的应变范围和使用灵活(如易于附着在弯曲表面上)。为了提高灵敏度和线性度,往往采用p型半导体(不用n型半导体);而且为了提高温度稳定性,多半采用高掺杂半导体(1020cm-3,但要折中考虑灵敏度)。

在应力作用下,应变计的长度L、面积A和电阻率ρ都将发生变化,这就造成电阻R发生变化,其电阻变化率为

ΔR/R = (ΔL/L)-(ΔA/A)+(Δρ/ρ) = e(1+2n+P)

式中e=ΔL/L是应变,n是Poisson比,P是表征压阻效应大小性能的参量(称为量规因子,P = (Δρ/ρ)/(ΔL/L) )。

根据半导体压阻效应,对于p型Si的[110]晶向的压阻应变计有Δρ/ρ ≈ σL Y eL,则得到:

P = (ΔR/R)/(ΔL/L) ≈ (Δρ/ρ)/e ≈ Y σL

其中的σL是纵向(沿着[110]晶向)的压阻系数,Y是杨氏d性模量。

在一定应变下,电阻的变化越大,应变计的灵敏度也就越高,因此可把单位应变时的DR/R定义为应变灵敏度G,即有:

G = (ΔR/R)/e = 1+2n+P

量规因子P越大,压阻应变计的灵敏度就越高。对于p型Si[110]压阻应变计,因为σL≈72×10-11Pa-1,Y≈170GPa,则得到P≈122;而对于金属的压阻应变计,则量规因子很小,只有P≈1.7。因此见到,半导体压阻应变计的灵敏度要远高于金属应变计。

半导体应变片最突出的优点是灵敏度高,这为它的应用提供了有利条件。另外,由于机械滞后小、横向效应小以及它本身体积小等特点,扩大了半导体应变片的使用范围。其最大的缺点是温度稳定性差、灵敏度离散程度大(由于晶向、杂质等因素的影响)以及在较大应变作用下非线性误差大等,给使用带来一定困难。


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