半导体基本测试原理
半导体器件测试原理和方法
然后我们用外加热办法加热DUT，此时压机加热单元温 度计指示着元件的壳温和结温。在外加热时我们可近 似认为壳温和结温相等。待温度稳定时，闭合S1 使直 流IDC仅仅流通10 ms，S1就断开，此时If流过DUT，记 录此时Vf2 ，我们总能找出一个Vf2 = Vf1 时的壳温Tc2 （由于外加热，P2 = 0） 利用公式可算得该元件的结壳热阻。这就是LEM Rth 20 测试原理和方法。这里介绍的是直流，实际可是正弦 半波或矩形波，这里不再介绍，因为样本给出的均是 直流热阻。我们应知道的确是直流热阻最小，矩形波、 正弦波稍大，当矩形波、正弦波导通角越小时其热阻 就越大。
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型式试验（周期检验）
2005年KP企业标准(1).XLS 试验分逐批（A组）检验 周期（B组）检验 周期（C组）检验 正常生产的定型产 品每年至少做一批 鉴定（D组）检验 产品定型必做的试 验
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LEM测试台简介
•
• • LEM测试台是从瑞士LEM（LEMSYS）公司引进的 一整套硅元件测试设备，下面按设备简单作个介绍。 6.1 LEM4030（LEMSYS8060）tq 该设备可用来检验KK、KP元件的关断时间tq，它检
2. 逆变 —— 把直流电变成交流电
3. 变频 —— 把一种频率的交流电变成另一种频
率的交流电或把一种固定频率的交流电变成可
以连续变化的交流电。例如交流电机用的变频 器。 4. 交流开关 —— 接通或切断交流电路 5. 直流开关 —— 接通或切断直流电路
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测试原理及方法
通态电压测试原理图
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220V电源经全波可控整流器BR加压在自耦调压器TB原边（只要KP 导通），付边输出电压加在高压变压器B的原边，于是B付边输出 高压，此时波形仍是交流全波。我们利用整流管正向导通反向阻 断特性，正向串入D1，反向串入D2，使a点得到正弦半波电压， 调节TB就可调节此电压峰值，按定义这波形符合VDRM测试要求， 此电压峰值由D3 与电容C组成的峰值保持电路在电容C上就变成 等于电压峰值的直流电压，由表头VP显示。当被试元件二端加上 VDRM时，电阻R1上的电压就反映了流过元件的漏电流，测出R1上 的电压峰值也就测出IDRM，同时将X接示波器X端，Y接Y端，我们 就可看到其断态伏安特性①。断开接触器J1，闭合J2，a点电压就 加在被试晶闸管负端， 此时测得的为VRRM值和相应的 IRRM，其 伏安特性如左图②。线路采用的是转折保护，当元件一旦转折， 漏电流急剧增加，此时脉冲变压器MB原边会产生一电压，付边也 会感应出一电压，此电压使整流桥BR的KP的门阴极短路，KP元 件恢复阻断，220V电源断开，付边高压消失，从而保护了被试元 件。其动作时间为10 ms。
半导体基本测试原理
半导体基本测试原理半导体是一种具有特殊电学特性的材料，在电子、光电子和光电子技术等领域具有广泛的应用。
半导体器件的基本测试主要包括单个器件的电学测试、晶体管的参数测试以及集成电路的功能测试等。
本文将从半导体基本测试的原理、测试方法和测试仪器等方面进行详细介绍。
1.电学测试原理：半导体器件的电学测试主要是通过电压和电流的测量，来判断器件的电学性能。
常见的电学测试有阻抗测量、电流-电压特性测试等。
阻抗测量通常使用交流信号来测试器件的电阻、电感和电容等参数，可以通过测试不同频率下的阻抗来分析器件的频率响应特性。
2.晶体管参数测试原理：晶体管是半导体器件中最常见的器件之一，其参数测试主要包括DC参数测试和AC(交流)参数测试。
DC参数测试主要通过测试器件的电流增益、静态工作点等参数来分析和评估器件的直流工作性能。
AC参数测试主要通过测试器件在射频信号下的增益、带宽等参数来分析和评估其射频性能。
3.功能测试原理：集成电路是半导体器件的一种，其测试主要从功能方面进行。
功能测试主要分为逻辑测试和模拟测试两种。
逻辑测试主要测试器件的逻辑功能是否正常，比如输入输出的逻辑电平是否正确，数据传输是否正确等。
模拟测试主要测试器件的模拟电路部分，比如电压、电流、频率等参数是否在规定范围内。
二、半导体基本测试方法1.电学测试方法：常用的电学测试方法包括直流测试和交流测试。
直流测试主要通过对器件的电流和电压进行测量来分析器件的基本电学性能，如电流增益、电压饱和等。
交流测试主要通过在不同频率下测试器件的阻抗来分析器件的频率响应特性，一般使用网络分析仪等仪器进行测试。
2.参数测试方法：晶体管参数测试主要使用数字万用表等测试仪器来测量器件的电流和电压，并通过计算得到相关参数。
AC参数测试一般使用高频测试仪器，如频谱分析仪、示波器等来测试器件在射频信号下的特性。
3.功能测试方法：功能测试一般通过编写测试程序，控制测试仪器进行测试。
逻辑测试的方法主要是通过输入特定的信号序列，对输出结果进行判断，是否与预期的结果相符。
半导体测试原理
半导体测试原理半导体测试是指对半导体器件进行功能、性能等各个方面的测试和评估。
半导体测试的目的是为了确保器件的质量和可靠性，提高产品的竞争力和市场占有率。
本文将介绍半导体测试的原理和相关技术。
一、概述半导体测试是在半导体器件制造过程中，通过测试设备对其进行各种性能指标的测试以及故障排除。
通过测试可以检查器件的功能是否正常，性能参数是否符合规定，以及确认器件是否存在故障。
半导体测试需要使用专门的测试设备和技术，以确保测试的准确性和可靠性。
二、测试原理1. 功能测试功能测试是对半导体器件的各个功能进行测试，以验证器件是否按照设计要求正常工作。
功能测试需要根据器件的设计方案和规格书，使用测试设备发送特定的输入信号，通过监测输出信号来确定功能是否正常。
常见的功能测试包括逻辑门测试、模拟电路测试、存储器测试等。
2. 参数测试参数测试是对半导体器件的各个性能参数进行测试，以验证器件的性能是否符合规定。
参数测试需要使用测试设备提供精确的输入信号，并通过测试设备的测量功能来获取器件的输出信号。
常见的参数测试包括功耗测试、频率测试、响应时间测试、电压测试等。
3. 可靠性测试可靠性测试是对半导体器件的长时间工作能力和环境适应能力进行测试，以验证器件的可靠性。
可靠性测试需要模拟器件在不同工作条件下的实际应用环境，进行高温、低温、湿度等环境的测试。
通过对器件在不同环境下的性能和功能进行测试，可以评估器件的可靠性和寿命。
4. 故障分析故障分析是对测试结果中出现的故障进行分析和定位，以找出故障的原因和解决办法。
故障分析需要借助故障定位仪器和技术，对故障现象、测试数据等进行详细分析和研究。
通过故障分析可以提高半导体器件的生产和测试效率，减少故障率和成本。
三、测试技术1. 自动测试设备（ATE）自动测试设备是半导体测试中常用的测试平台，它可以对器件进行全自动的测试和评估。
ATE可以根据不同的测试需求，提供各种测试仪器和功能模块，以实现对功能、性能、可靠性等各个方面的测试。
半导体测试理论
半导体测试理论1测量可重复性和可复制性(GR&R)GR&R是用于评估测试设备对相同的测试对象反复测试而能够得到重复读值的能力的参数。
也就是说GR&R是用于描述测试设备的稳定性和一致性的一个指标。
对于半导体测试设备，这一指标尤为重要。
从数学角度来看，GR&R就是指实际测量的偏移度。
测试工程师必须尽可能减少设备的GR&R值，过高的GR&R值表明测试设备或方法的不稳定性。
如同GR&R名字所示，这一指标包含两个方面：可重复性和可复制性。
可重复性指的是相同测试设备在同一个操作员操作下反复得到一致的测试结果的能力。
可复制性是说同一个测试系统在不同操作员反复操作下得到一致的测试结果的能力。
当然，在现实世界里，没有任何测试设备可以反复获得完全一致的测试结果，通常会受到5个因素的影响：1、测试标准2、测试方法3、测试仪器4、测试人员5、环境因素所有这些因素都会影响到每次测试的结果，测试结果的精确度只有在确保以上5个因素的影响控制到最小程度的情况下才能保证。
有很多计算GR&R的方法，下面将介绍其中的一种，这个方法是由Automotive Idustry Action Group(AIAG)推荐的。
首先计算由测试设备和人员造成的偏移，然后由这些参数计算最终GR&R 值。
Equipment Variation (EV)：代表测试过程（方法和设备）的可重复性。
它可以通过相同的操作员对测试目标反复测试而得到的结果计算得来。
Appraiser Variation (AV)：表示该测试流程的可复制性。
可以通过不同操作员对相同测试设备和流程反复测测试所得数据计算得来。
GR&R的计算则是由上述两个参数综合得来。
必须指出的是测试的偏移不仅仅是由上述两者造成的，同时还受Part Variation（PV）的影响。
PV表示测试目标不同所造成的测试偏差，通常通过测试不同目标得到的数据计算而来。
半导体基本测试原理资料
半导体基本测试原理资料1.测试原理半导体器件的测试原理主要包括以下几个方面：(1)电性能测试：电性能测试主要是通过对器件进行电流-电压（I-V）特性测试来评估器件的电气性能。
通过在不同电压下测量器件的电流来得到I-V曲线，从而确定器件的关键参数，如导通电压、截止电压、饱和电流等。
(2)高频特性测试：高频特性测试主要是通过对器件进行射频（RF）信号测试来评估其在高频工作状态下的性能。
常用的高频特性测试参数包括功率增益、频率响应、噪声系数等。
(3)温度特性测试：温度特性测试主要是通过对器件在不同温度条件下的测试来评估其温度稳定性和性能。
常用的测试方法包括恒流源和恒压源测试。
(4)故障分析测试：故障分析测试主要是通过对器件进行故障分析来确定其故障原因和解决方案。
常用的故障分析测试方法包括失效分析、电子显微镜观察和射线析出测试等。
2.测试方法半导体器件的测试方法主要包括以下几个方面：(1)DC测试：DC测试主要是通过对器件进行直流电流和电压的测试来评估其静态电性能。
常用的测试设备包括直流电源和数字电压表。
(2)RF测试：RF测试主要是通过对器件进行射频信号的测试来评估其高频性能。
常用的测试设备包括频谱分析仪、信号源和功率计。
(3)功能测试：功能测试主要是通过对器件进行各种功能的测试来评估其功能性能。
常用的测试方法包括逻辑分析仪和模拟信号源。
(4)温度测试：温度测试主要是通过对器件在不同温度条件下的测试来评估其温度性能。
常用的测试设备包括热电偶和恒温槽。
3.数据分析半导体器件的测试结果需要进行数据分析和处理，以得到结果的可靠性和准确性。
常用的数据分析方法包括统计分析、故障分析和回归分析等。
(1)统计分析：统计分析主要是通过对测试结果进行统计和分布分析来评估器件的性能和可靠性。
常用的统计方法包括平均值、标准偏差和散点图等。
(2)故障分析：故障分析主要是通过对测试结果中的异常数据进行分析来确定故障原因和解决方案。
实验三-霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、-电导率和迁移
实验三-霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、-电导率和迁移实验三霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、电导率和迁移率一、实验目的1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔元件对材料要求的知识。
2．学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量并绘制试样的VH－IS 和VH－IM 曲线。
3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
二、实验原理霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。
当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。
对于图（1）（a）所示的N 型半导体试样，若在X 方向的电极D、E 上通以电流Is，在Z 方向加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力：其中e 为载流子（电子）电量，V为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率，B 为磁感应强度。
无论载流子是正电荷还是负电荷，Fg 的方向均沿Y 方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在Y 方向即试样A、A´电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样A、A´两侧产生一个电位差VH，形成相应的附加电场E—霍尔电场，相应的电压VH 称为霍尔电压，电极A、A´称为霍尔电极。
电场的指向取决于试样的导电类型。
N 型半导体的多数载流子为电子，P 型半导体的多数载流子为空穴。
对N 型试样，霍尔电场逆Y 方向，P 型试样则沿Y 方向，有显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，试样中载流子将受一个与Fg方向相反的横向电场力：其中EH 为霍尔电场强度。
FE 随电荷积累增多而增大，当达到稳恒状态时，两个力平衡，即载流子所受的横向电场力e EH 与洛仑兹力eVB相等，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有设试样的宽度为b，厚度为d，载流子浓度为n，则电流强度V Is 与的关系为由（3）、（4）两式可得即霍尔电压VH（A、A´电极之间的电压）与IsB 乘积成正比与试样厚度d成反比。
半导体基本测试原理
对于SBD/FRD测试，以下测试项为IR参数：
1) IR
适用于单管芯及双管芯产品第一个管芯的反向电流测试；
2) ICBO 适用于双管芯产品第二个管芯的反向电流测试。
IR VCE
IR
ICBO
VCE
VCB
测试数据文件介绍(JUNO)
Juno机台测试数据文件：Juno测试机测试数据文件主要 有：
1. ＊.jdf ：原始测试数据，必须由Juno自带软件 “DfOpener”打开查看，且测试数据不能编辑或更改
基本测试原理
基本测试原理
半导体产品的不同阶段电学测试
测试种类 IC设计验证
生产阶段 生产前
在线参数测试（ PCM)
Wafer制造过 程中
硅片拣选测试（CP Wafer制造后 测试）
终测（FT）
封装后
测试描述
描述、调试和检验新的芯片设计，保证 符合规格要求
为了监控工艺，在制作过程的早期进行 产品工艺检验测试
产品电性测试，验证每个芯片是否符 合产品规格
使用产品规格进行的产品功能测试
CP测试主要设备 1. 探针卡（probe card） 探针卡是自动测试机与待测器件（DUT）之间的接口，在电学测试中 通过探针传递进出wafer的电流。 2. 探针台（prober) 主要提供wafer的自动上下片、找中心、对准、定位以及按照设置的步 距移动Wafer的功能，以使探针卡上的探针总是能对准硅片相应位置 进行测试。
3. 测试机（tester / ATE） 控制测试过程，可作为电压或电流源并能对输出的电压和电流进行测 量，并通过测试软件实现测试结果的分类（bin）、数据的保存和控制、 系统校准以及故障诊断。
CP测试主要过程
半导体温度传感器原理
半导体温度传感器原理
半导体温度传感器是一种利用半导体材料特性来测量温度的装置。
其原理是基于热电效应或者温度对半导体材料电学特性的影响。
1. 热电效应原理
半导体材料的导电性质随温度的变化而发生改变。
这种特性被称为热电效应。
利用热电效应，可以测量半导体材料与环境温度的差异。
具体而言，当一个半导体材料的两端温度不同时，电子在半导体中会随着温度梯度而从热端向冷端流动，从而形成了一个电势差。
以差分方式测量这个电势差，可以得到温度的信息。
2. 温度对电阻的影响原理
半导体材料的电阻随温度的变化而发生改变。
这种特性被称为正温度系数。
利用温度对电阻的影响原理，可以通过测量半导体材料的电阻变化来推断温度的变化。
一般情况下，半导体材料的电阻会随温度的升高而增加，这个关系可以通过电阻温度系数来表示。
通过测量半导体材料电阻的变化，可以计算出相应的温度。
综上所述，半导体温度传感器利用半导体材料特性与温度的关联，通过测量热电效应或电阻变化来获得温度信息。
这种传感器具有响应速度快、尺寸小、精度高的优点，在很多应用领域都被广泛采用。
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测试的评判标准－－良率（yield）
• 电学测试数据根据每个硅片上失效的芯片 数目把硅片分为通过（Pass）和失效（Fail ）两类，其中合格芯片所占的百分比称为 良率。 产品良率（Yield）＝合格芯片数（good die） / 总芯片数（ gross die）
测试的基本参数及其测试原理
VDMOS基本测试参数 BVDSS - Drain to Source Breakdown Voltage
3. ＊_Counter.xls ：计数文件，用于查看 wafer整体良率情况及各bin的统计。
测试数据文件介绍(STATEC)
STATEC机台测试数据文件：STATEC测试机 测试数据文件主要有：
1. ＊.log2 ：原始测试数据，必须由 STATEC 自带软件“Atos”打开查看并转 换为excel文档，原始测试数据不能编辑 或更改。
基本测试原理
基本测试原理
半导体产品的不同阶段电学测试 测试种类 IC设计验证 生产阶段 测试描述 生产前 描述、调试和检验新的芯片 设计，保证符合规格要求 在线参数测试 Wafer制造 为了监控工艺，在制作过程 （PCM) 过程中 的早期进行产品工艺检验测 试 硅片拣选测试 Wafer制造 产品电性测试，验证每个芯 （CP测试） 后 片是否符合产品规格 终测（FT） 封装后 使用产品规格进行的产品功 能测试
RDON
二极管（SBD/FRD等）基本测试参数
VF
-Forward Voltage
-Reverse Voltage -Reverse Current(I)
VR(VZ) IR
SBD特性曲线
SBD特性曲线：
Forwaroltage
Vr
CP测试主要设备
1.
探针卡（probe card） 探针卡是自动测试机与待测器件（DUT）之间的接 口，在电学测试中通过探针传递进出wafer的电流。 2. 探针台（prober) 主要提供wafer的自动上下片、找中心、对准、定位 以及按照设置的步距移动Wafer的功能，以使探针卡 上的探针总是能对准硅片相应位置进行测试。 3. 测试机（tester / ATE） 控制测试过程，可作为电压或电流源并能对输出的 电压和电流进行测量，并通过测试软件实现测试结 果的分类（bin）、数据的保存和控制、系统校准以 及故障诊断。
IR IR VCE ICBO VCB
VCE
测试数据文件介绍(JUNO) Juno机台测试数据文件：Juno测试机测试 数据文件主要有： 1. ＊.jdf ：原始测试数据，必须由Juno自 带软件“DfOpener”打开查看，且测试数 据不能编辑或更改
2. ＊.jdf.xls ：＊.jdf自动转化的excel文档， 用于查看各参数测试具体数据。
2. ＊.sum ：每片的计数文件，用于查看各 片wafer的良率情况及各bin统计。 3. ＊.wfs ：整批的计数文件，用于查看该 批wafer整体良率情况及各bin的统计。
End
CP测试主要过程
1. 将待测Wafer放在cassette中置于探针台（Prober) 的上下片部分，探针台自动上片到承片台（ chuck）并被真空吸附在承片台上。 2. 承片台吸附wafer进行自动对准定位，以使探针 卡/探针与wafer测试区域接触良好。 3. 测试机（tester)将电信号通过探针卡加载在待测 die上，对产品进行测试，按照测试结果分类。 4. 对不合格芯片进行打墨点标记，以使不良管芯 可以在封装之前被识别并废弃。
IDSS
- Drain to Source Leakage Current
ISGS
Vth VFSD
- Gate to Source Leakage Current
- Gate to Source Threshold Voltage - Drain to Source On-Resistance - Drain to Source Forward Voltage
Ir
Forward Voltage
Vr@Ir Ir@Vr
Reverse Current
VF 1. VF Forward Voltage（正向电压） 二极管在规定的正向电流（IF / IAK）下的正向压降。 对于SBD/FRD测试，以下测试项为VF参数： 1) VF 适用于单管芯及双管芯产品第一个管芯的 正向电压测试； 2) VFBC 适用于双管芯产品第二个管芯的正向电压 测试。
VF IAK VF IAK IB VFBC
2. VR(VZ)
VR(VZ) Reverse Voltage(反向电压)
二极管在规定的反向电流（IR / IKA）下的电压值。 对于SBD/FRD测试，以下测试项为VR参数： 1) VZ 适用于单管芯及双管芯产品第一个管芯的 反向电压测试； 2) BVCBO 适用于双管芯产品第二个管芯的反向电压 测试。
VZ
VZ
IKA IKA IC
BVCBO
IR 3. IR Reverse Current(I)（反向电流） 二极管在规定的反向电压（VR / VCE / VCB)下的 电流值。 对于SBD/FRD测试，以下测试项为IR参数：
1) IR 适用于单管芯及双管芯产品第一个管芯的 反向电流测试； 2) ICBO 适用于双管芯产品第二个管芯的反向电流 测试。