半导体器件的加速老化的检测系统和方法技术方案

一种检测半导体器件的方法，包括在一段时间给半导体器件通以预定电平的电流脉冲之步骤，以使不合格部分老化，使合格部分稳定，及在加电流脉冲后，测量半导体器件的预定电或光工作特性之步骤。提供一种检测片子上半导体器件的系统，具有一个接触探头，用于把电流脉冲施加到片子上的半导体器件上，一个与探头电连接的测量装置，用于测量片子上半导体器件的预定电或光工作特性，以及一个与测量装置电连接的光探测装置，用于探测由片子上半导体器件发出的辐射。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件的检测，特别涉及此类器件的加速老化的检测。以前曾有各咱方法用于预测或检测半导体器件的性能失效的性能。此类器件制造采用多种方法，防止不耐用的器件在顾客使用时失效。这些制造者希望器件具有良好的性能，以便建立器件的可靠性，避免退货，减少制造者的保修呼叫，并避免用户的不满。一种众所周知的与半导体器件寿命特别相关的现象通称为“初期失效率”。该术语用来描述在新元件中观测到的较高失效率。一般，元件在短期工作后，从原始的高失效率下降到一个低值，并在较长的时期继续保持低值。为了避免半导体器件的“初期失效率的效应，一般使此类元件“预烧”，直至初期失效率周期过去。这种“预烧”一般包含交替地给器件通以大的正向电流和施加几乎等于标称峰值的反偏压，或变化器件的温度。“预烧”系统和方法的一些实例可参见美国专利U.S-5，047，711(Smith等人，题目《Wafer-LevelBurn-inTestingofIntegratedCircuits》)，US-5，030，905(Figal，题目《BleowaMinuteBurn-in》)，以及US-4，215，309(Frey，题目《HighEfficiencySwitchingCircuit》)。然而“预烧”不能探测到仅仅靠施加正向电流不可能探测到的各种与半导体器件相关的问题，也不能探测当器件超过老化曲线中初始高失效点时可能发生的问题。例如在电气系统中经常有高压电涌出现，使半导体器件承受高于制造者规定的电压。发生的瞬时功率电涌一般确定器件出现失效的击穿电压，参见美国专利US-4，307，342(Peterson，题目“MethodandAppara-tusForTestingElectronicsDevices”)。其它的检测系统和方法已被用来检测从诸如发光二极(LED)或激光二极等半导体器件发出的辐射。某些这样的系统和方法可参见美国专利US、4，578，641(Tiedje题目“SystemsforMeasuringCarrierLifetimeofSemiconductorWafers”)，US-4，797，609(Yane，题目“LEDMonitoringWithoutExternalLightDeteetion”)，US-5，065，007(Tanaka，题目“ApparatrsforMeasuringLightOutputfromSemiconductorLightEmittingElement”)，以及US-4，611，116(Batt，题目“LightEmittingDiodeIntensityTester.”。另外，还试验那种给半导体器件，诸如P-N结二极管，或双极型晶体管，通以大电流浪涌脉冲，以诱发有关的半导体结的损伤检测系统和方法。这些系统和方法的实例可参见美国专利US-3，978，405(Petree，题目“DamageThresholdsofP-NJunctionDevicebyaCurrentPulseMethod”)以及US-4，301，403(Hawkes等人，题目“ElectricalCircuitTesting”)。另一公知的检测半导体器件的方法是用统计抽样一组或一些用相同材料制备的器件，然后根据统计样品，画出全组器件的性能。例如，在较成熟的LED材料中，诸如GaAs、GaAsP、或AlGaAs，一般将含有LED管芯的片划开或锯开，然手统计抽样。首先检测LED样品的各种光学和电学工作特性。根据统计的LED样品的老化或其它检测决定或接受或剔除整片LED管芯。对LED半导体器件的这样技术的描述可参见“LightEmittingDiodesAIntrodnetion”一书(K.GillessenandW.Schairer，§3-3-7at98-99，1991)。尽管对成熟的性能可预测的半导体材料有益，但此种统计抽样对选择不太成熟的半导体材料，如碳化硅(Sic)尚不是一种恰当的技术。其它的技术，如探查一片半导体器件，如LED，已是公知的。这些技术一般包含“片子探查器”，它是检测全工艺完成后的片子的质量和成品率的装置。探查器将一个探头放在片子边缘第一个器件的接触点上，允许使用者实施各种测量。在对第一个器件的测量结束之后，探查器使片子移动一个受控制的距离，到下一个二极管。按接受一剔除惯例，估算在测量周期得到的数据，然后把坏二极管用墨点标记。此种技术的描述也可参见“LightEmittingDiodesAnIntroduction”(K.GillessenandW.Schairer，§3-3-6at97，1991)。然而，片子探查技术，类似统计抽样，可能适合某些成熟的半导体材料，但是不是总能提供检测不太成熟的半导体材料的方法，因而引起前述的用户不满意的问题。例如，将Sic用于各种半导体器件，包括发光二极管，仅在最近才变成商业上有前途的选择对象。由这些材料制成的器件可参看美国专利US-4，918，497和US-5，027，168(Edmind-本申请的专利技术人之一，题目“BlueLightEmittingDiodeFormedInSiliconCarbide”)。因此，这些不太成熟的材料要求不同的检测设备和方法。所以，仍需要一种设备和方法，用于检测对一组器件，其性能不可统计预测的半导体器件的随时预测性能。所以本专利技术的一个目的在于提供一种使半导体器件加速老化并测量各种工作特性的检测半导体器件的方法。本专利技术的此目的和其它目的以及优点是通过给半导体器件通以足够大的电流脉冲，以使不合格的器件老化、使合格器件稳定，并在施加电流脉冲之前、之中和之后，由测量光学和/或电学工作特性的设备和方法来体现。特别是，检测半导体器件的方法包括在一段时间内给半导体器件通以预定电流量的脉冲的步骤，并在施加电流脉冲之前、之中和之后测量预定的电学或光学工作特性。检测片子上半导体器件的系统具有一个接触探头，用于给片上的半导体器件施加电流脉冲，一个与探头电连接的测量装置，用于测量片子上半导体器件的预定的电学和光学工作特性，以及一个与测量装置电连接的光学探测装置，用于探测由片子半导体器件发出的辐射。本专利技术上述的和其它目的、优点和特点以及实施方式，结合说明最佳实施例和范例的附图，根据下面对本专利技术的详细说明，将变得更易于理解。附图说明图1是解释依本专利技术的检测半导体器件的方法的示意图;图2A和图2B是解释依本专利技术超限时间施加各种不同电流脉冲电平的整个半导体器件的老化曲线图;以及图3是依本专利技术检测整片半导体器件，如LEDs，的系统的示意原理图。下面参照表明本专利技术优选实施例的附图对本专利技术做更全面的说明，由始至终，相同的标号代表相同的零部件。图1是解释根据本专利技术检测半导体器件，如LEDs，的方法的示意原理图。如方框10所示，检测中的器件首先测量其预定的电学或光学工作特性，诸如正向电压(VF)，光强和色调。如果一个器件通过初始测量检测，如方框20所示，该器件被进一步分析。如果器件未通过初始测量检测，则该器件的检测终了，剔除该器件，如方框25所示。在该器件工作特性初始测量之后，确定该器件是可接受的，如方框30所示，给该器件在预定的时期内施加一个电流脉冲，以便使不合格的器件老化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测半导体器件的方法，包括下列步骤： 在一定时间内给半导体器件通以预定电流电平脉冲，以使不合格部分老化，使合适部分稳定；以及 在通电流脉冲后，测量半导体器件的电学和光学工作特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰A爱德蒙，道格拉斯A阿司布利，卡温H卡特，道格拉斯G华尔兹，
申请(专利权)人：克里公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]