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      8. 测试技术

        真空高低温测试

        解决方案

        真空高低温测解决方案

        1.技术背景

        随着航空航天技术发展,一些高可靠、高性能半导体器件,特别是核心宇航器件,已经成为衡量一个国家航天科技术水平的重要标志。但由于我国集成电路产业基础薄弱,关键半导体器件主要依赖进口,不仅成本高、进口渠道无质量保证,更存在着极大的安全隐患,如芯片被植入木马结构等。为此,必须拥有自己研发的核心器件。在芯片研发制程中,为了保证器件能在太空中承受冷、黑、热、真空、磁、粒子、光子辐射等恶劣环境,需要为器件营造了高温、低温、真空、磁场、光照、粒子辐照等环境,然后让器件在其中工作,观察器件在不同环境下,其电学参数是否正常。

        2.需求与挑战

        常见2种应用需要真空测试环境

        极低温测试:

        晶圆在低温大气环境测试时,空气中的水汽会凝结在晶圆上,会导致漏电过大或者探针无法接触电极而使测试失败。避免这些需要把真空腔内的水汽在测试前用泵抽走,并且保持整个测试过程泵的运转。同时由于真空绝热作用可以有效提高制冷效率。

        高温无氧化测试:
        当晶圆加热至300℃,400℃,500℃甚至更高温度时,氧化现象会越来越明显,并且温度越高氧化越严重。过度氧化会导致晶圆电性误差,物理和机械形变。避免这些需要把真空腔内的氧气在测试前用泵抽走,并且保持整个测试过程泵的运转。
        晶圆测试过程中温度在低温和高温中变换,因为热胀冷缩现象,定位好的探针与器件电极间会有相对位移,这时需要针座的重新定位,针座位于腔体外部。我们也可以选择使用操作杆控制的自动化针座来调整探针的位置。



        3.解决方案
        • 设备配置

          >探针座SS100*4(10微米精度)More

          >CG-4 低温真空探针台(20-240X光学放大)More

        • 测试对象

          4inch以内晶圆,材料,器件i-v ,c-v曲线,电阻率,霍尔测试。

        • 测量精度

          40微米以上电极点针测试, 100fA以内漏电精度,4~500K 温度测试范围,1mK温控精度,100mK温度温度性。

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