一种保护装置及其控制方法、雪崩测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种保护装置及其控制方法、雪崩测试装置，保护装置通过电流采样单元和电压采样单元采集高精度的电压和电流，并通过处理单元对采集的电压和电流进行检测，以判断被测晶圆是否进入爆珠状态，即处理单元根据被测器件在测试时的特性变化来检测是否需要保护被测晶圆，并在检测需要保护被测晶圆时，通过泄能单元短接被测晶圆来进行泄能，以对即将进入爆珠状态的被测晶圆采用保护措施，从而达到保护装置的保护功能，并且在测试过程中，所述保护装置没有影响雪崩测试的测试结果，且所述保护装置的硬件方案结构简单，便于实现。便于实现。便于实现。

【技术实现步骤摘要】
一种保护装置及其控制方法、雪崩测试装置


[0001]本专利技术涉及测试领域，特别是涉及一种保护装置及其控制方法、雪崩测试装置。

技术介绍

[0002]雪崩测试是大电流开关器件的重要测试项目。在实际的测试中，需要将被测电子元件（DUT）与电感器连接导通，使电感器可以提供雪崩所需的能量。然后快速关断被测电子元件的栅极驱动信号，使被测电子元件进入雪崩击穿状态进行雪崩测试。其中，DUT为晶圆，该晶圆包括多个阵列分布的MOSFET器件。
[0003]在雪崩测试时很容易发生晶圆爆珠的现象，即MOSFET器件损坏时在晶圆表面出现烧黑现象，该现象可能影响到损坏MOSFET器件周边的其他MOSFET器件，从而损坏了晶圆，降低了晶圆的完整性和产出率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种保护装置及其控制方法、雪崩测试装置，可以在雪崩测试时保护晶圆不发生爆珠现象。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种保护装置，用于在雪崩测试中保护被测晶圆，包括电流采样单元、电压采样单元、处理单元和泄能单元，所述电流采样单元具有一个输入端、第一输出端和第二输出端，所述电压采样单元具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述处理单元具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述被测晶圆具有第一输入端和输出端，所述泄能单元包括第一输入端和第二输入端，所述电流采样单元的输入端和所述泄能单元的第一输入端同时连接电源，所述电源用于向所述电流采样单元和所述泄能单元提供电流，所述电流采样单元的第一输出端连接所述被测晶圆的第一输入端，所述电流采样单元的第二输出端连接所述处理单元的第一输入端，所述电流采样单元用于采集流经所述被测晶圆的电流；所述电压采样单元的第一输入端连接所述被测晶圆的第一输入端，所述电压采样单元的第二输入端连接所述被测晶圆的输出端，所述电压采样单元用于采集所述被测晶圆在第一输入端和输出端的电压，所述电压采样单元的输出端连接所述处理单元的第二输入端；所述处理单元的输出端连接所述泄能单元的第二输入端，所述处理单元用于根据所述电流采样单元提供的电流以及所述电压采样单元提供的电压判断所述被测晶圆在雪崩测试中是否将会发生爆珠现象，并在将会发生爆珠现象时所述处理单元通过所述泄能单元的第二输入端控制所述泄能单元短接所述被测晶圆，使得电源提供的电流通过所述泄能单元的第一输入端流经所述泄能单元。
[0006]可选的，所述泄能单元包括加速开关电路、旁路开关、电容和第一电阻，所述加速开关电路具有输入端和输出端，所述旁路开关具有第一端、第二端和第三端，所述加速开关电路的输入端作为所述泄能单元的第二输入端，所述加速开关电路
的输入端连接所述处理单元的输出端，所述加速开关电路的输出端连接旁路开关的第一端，所述旁路开关的第二端作为所述泄能单元的第一输入端，所述旁路开关的第二端连接所述电源，所述旁路开关的第三端同时连接所述第一电阻的一端以及所述电容的一端，所述第一电阻的另一端以及所述电容的另一端均接地；以及其中，所述加速开关电路用于控制并改变所述旁路开关的第一端、第二端和第三端中两两之间的连接关系。
[0007]可选的，所述电压采样单元包括第二电阻至第九电阻、第一运算放大器至第三运算放大器、以及第一高速ADC单元，所述第一高速ADC单元具有输入端和输出端，所述第二电阻的一端作为所述电压采样单元的第一输入端，所述第二电阻的一端连接所述被测晶圆的第一输入端，所述第二电阻的另一端同时连接所述第一运算放大器的反相输入端以及第四电阻的一端，所述第一运算放大器的同相输入端接地，所述第一运算放大器的输出端同时连接所述第四电阻的另一端和第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端同时连接第八电阻的一端和所述第三运算放大器的同相输入端，第三电阻的一端作为所述电压采样单元的第二输入端，所述第三电阻的一端连接所述被测晶圆的输出端，所述第三电阻的另一端同时连接第二运算放大器的反相输入端以及第五电阻的一端，所述第二运算放大器的同相输入端接地，所述第二运算放大器的输出端连接第七电阻的一端以及所述第五电阻的另一端，所述第三运算放大器的反相输入端同时连接第九电阻的一端以及所述第七电阻的另一端，所述第九电阻的另一端接地，所述第八电阻的另一端同时连接所述第三运算放大器的输出端以及所述第一高速ADC单元的输入端，所述第一高速ADC单元的输出端作为所述电压采样单元的输出端，所述第一高速ADC单元的输出端连接所述处理单元的第二输入端。
[0008]可选的，所述电流采样单元包括电流传感器、第十电阻至第十七电阻、第四运算放大器至第六运算放大器、以及第二高速ADC单元，所述电流传感器具有输入端和输出端，所述电流传感器的输入端作为所述电流采样单元的输入端，所述电流传感器的输入端同时连接第十电阻的一端、第十二电阻的一端以及电源，所述电流传感器的输出端作为所述电流采样单元的第一输出端，所述电流传感器的输出端同时连接所述被测晶圆的第一输入端、所述第十电阻的另一端以及第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端同时连接第十三电阻的一端以及第四运算放大器的反相输入端，所述第四运算放大器的输出端同时连接所述第十三电阻的另一端以及第十五电阻的一端，所述第四运算放大器的同相输入端以及第五运算放大器的同相输入端同时接地，所述第五运算放大器的反相输入端同时连接第十四电阻的一端，以及所述第十二电阻的另一端，所述第五运算放大器的输出端同时连接所述第十四电阻的另一端以及第十六电阻的一端，所述第十五电阻的另一端同时连接第十七电阻的一端以及第六运算放大器的同相输入端，所述第六运算放大器的反相输入端同时连接第十六电阻的另一端以及第十八电阻的一端，所述第十八电阻的另一端接地，所述第六运算放大器的输出端同时连接所述第十七电阻的另一端以及所述第二高速ADC单元的输入端，所述第二高速ADC单元的输出端作为所述电流采样单元的第二输出端，所述第二高速ADC单元的输出端连接所述处理单元的第一输入端。
[0009]可选的，所述被测晶圆包括多个阵列分布的MOSFET器件。
[0010]另一方面，本专利技术提供一种雪崩测试装置，包括电感器，以及所述保护装置，所述
电感器同时连接所述保护装置和被测晶圆，并用于在雪崩测试时向所述保护装置和被测晶圆提供电流。
[0011]可选的，所述电感器包括第一电流输出端、第二电流输出端、电流返回端、第一电压采样端、第二电压采样端和第三电压采样端，所述被测晶圆包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一电流输出端连接所述电流采样单元的输入端和泄能单元的第一输入端，所述第二电流输出端连接所述被测晶圆的第二输入端，并用以向所述被测晶圆提供电流，所述电流返回端连接所述被测晶圆的输出端，所述第一电压采样端连接所述被测晶圆的第一输入端，所述第二电压采样端连接所述被测晶圆的第二输入端，所述第三电压采样端连接所述被测晶圆的输出端。
[0012]进一步的，所述第一电流输出端连接所述泄能单元的旁路开关的第二端，还连接所述电流采样单元的电流传感器的输入端。
[0013]进一步的，所述第一电压采样端连接所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保护装置，用于在雪崩测试中保护被测晶圆，其特征在于，包括电流采样单元、电压采样单元、处理单元和泄能单元，所述电流采样单元具有一个输入端、第一输出端和第二输出端，所述电压采样单元具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述处理单元具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述被测晶圆具有第一输入端和输出端，所述泄能单元包括第一输入端和第二输入端，所述电流采样单元的输入端和所述泄能单元的第一输入端同时连接电源，所述电源用于向所述电流采样单元和所述泄能单元提供电流，所述电流采样单元的第一输出端连接所述被测晶圆的第一输入端，所述电流采样单元的第二输出端连接所述处理单元的第一输入端，所述电流采样单元用于采集流经所述被测晶圆的电流；所述电压采样单元的第一输入端连接所述被测晶圆的第一输入端，所述电压采样单元的第二输入端连接所述被测晶圆的输出端，所述电压采样单元用于采集所述被测晶圆在第一输入端和输出端的电压，所述电压采样单元的输出端连接所述处理单元的第二输入端；所述处理单元的输出端连接所述泄能单元的第二输入端，所述处理单元用于根据所述电流采样单元提供的电流以及所述电压采样单元提供的电压判断所述被测晶圆在雪崩测试中是否将会发生爆珠现象，并在将会发生爆珠现象时所述处理单元通过所述泄能单元的第二输入端控制所述泄能单元短接所述被测晶圆，使得电源提供的电流通过所述泄能单元的第一输入端流经所述泄能单元。2.如权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述泄能单元包括加速开关电路、旁路开关、电容和第一电阻，所述加速开关电路具有输入端和输出端，所述旁路开关具有第一端、第二端和第三端，所述加速开关电路的输入端作为所述泄能单元的第二输入端，所述加速开关电路的输入端连接所述处理单元的输出端，所述加速开关电路的输出端连接旁路开关的第一端，所述旁路开关的第二端作为所述泄能单元的第一输入端，所述旁路开关的第二端连接所述电源，所述旁路开关的第三端同时连接所述第一电阻的一端以及所述电容的一端，所述第一电阻的另一端以及所述电容的另一端均接地；以及其中，所述加速开关电路用于控制并改变所述旁路开关的第一端、第二端和第三端中两两之间的连接关系。3.如权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述电压采样单元包括第二电阻至第九电阻、第一运算放大器至第三运算放大器、以及第一高速ADC单元，所述第一高速ADC单元具有输入端和输出端，所述第二电阻的一端作为所述电压采样单元的第一输入端，所述第二电阻的一端连接所述被测晶圆的第一输入端，所述第二电阻的另一端同时连接所述第一运算放大器的反相输入端以及第四电阻的一端，所述第一运算放大器的同相输入端接地，所述第一运算放大器的输出端同时连接所述第四电阻的另一端和第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端同时连接第八电阻的一端和所述第三运算放大器的同相输入端，第三电阻的一端作为所述电压采样单元的第二输入端，所述第三电阻的一端连接所述被测晶圆的输出端，所述第三电阻的另一端同时连接第二运算放大器的反相输入端以及第五电阻的一端，所述第二运算放大器的同相输入端接地，所述第二运算放大器的输出端连接第七电阻的一端以及所述第五电阻的另一端，所述第三运算放大器的反相输入端同时连接第九电阻的一端以及所述第七
电阻的另一端，所述第九电阻的另一端接地，所述第八电阻的另一端同时连接所述第三运算放大器的输出端以及所述第一高速ADC单元的输入端，所述第一高速ADC单元的输出端作为所述电压采样单元的输出端，所述第一高速ADC单元的输出端连接所述处理单元的第二输入端。4.如权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述电流采样单元包括电流传感器、第十电阻至第十七电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟伟金，刘旭伟，钟有权，胡平，
申请(专利权)人：佛山市联动科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：