一种基于热反射率的半导体器件温度和热阻构成测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于热反射率的半导体器件温度和热阻构成测量装置，涉及温度测量领域。本发明专利技术将半导体器件固定在恒温平台上，恒温平台通过加热电源稳定在不同的温度下，利用由光纤、激光器、环形器以及采集系统形成的光热反射测量系统测量半导体器件的待测区域在不同温度下的反射率，通过线性拟合获得待测区域的光热反射系数Cth。将恒温平台维持恒温，通过计算机控制驱动电路给半导体器件施加不同的电学激励；与此同时，计算机同步控制采集卡开始采集光电转换电路输出的电压信号，持续采集反射率的变化，结合之前得到的光热反射系数Cth，计算得到器件待测区域的瞬态温度变化曲线。线。线。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热反射率的半导体器件温度和热阻构成测量装置


[0001]本专利技术涉及电子器件测试领域，主要应用于半导体器件温度测量与分析，尤其涉及一种测定半导体器件在不同工作条件下的局部温度的装置及方法。

技术介绍

[0002]随着半导体器件向尺寸小、功能强及集成度高等方向的发展，半导体器件的工作功率不断增大，工作时产生的热量不断提高。根据半导体可靠性理论，在高温带来的热应力作用下，有源区温度大幅变化，带来的机械应力、疲劳，很容易引起半导体器件不同材料层产生裂纹、焊料层出现空洞，以释放应力，从而影响器件电学特性参数，带来严重的可靠性问题。检测器件工作状态下实时的温度变化，是进行热可靠性设计的前提。
[0003]半导体器件有源区温升特性表征方法包括红外热成像、拉曼光谱热成像、电学参数法及热反射法等。显微红外热反射及拉曼光谱法有获取器件表面温度，直观反映出器件表面的温度分布的优势，其空间分辨率最小可以达到1微米，然而其无法有效的获取器件热源路径上各材料层热阻。电学方法利用器件自身电学参数的敏感特性，通过采集加热到稳态后器件散热过程中器件温敏参数的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热反射率的半导体器件温度和热阻构成测量装置，其特征在于，半导体器件(1)放置于恒温平台(2)上，上述恒温平台(2)由加热电源(8)控制；环形器(5)通过三根光纤(11)分别连接激光器(4)、半导体器件(1)和光电转换电路(6)；光电转换电路(6)通过采集卡(10)与计算机(9)连接；所述计算机(9)分别与激光器(4)、驱动电源(7)和加热电源(8)连接；所述半导体器件(1)与驱动电源(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于热反射率的半导体器件温度和热阻构成测量装置，其特征在于，激光器(4)打开时，通过光纤(11)、环形器(5)将光线照射在半导体器件(1)上，通过手动位移台(3)调整光线照射的位置，并将反射的光线通过光纤(11)、环形器(5)照射到光电转换电路(6)中，通过加热电源(8)改变恒温平台(2)的温度，待恒温平台(2)的温度稳定后，由光电转换电路(6)将反射光转换为电压信号并进行放大滤波处理，再通过采集卡(10)将数据采集到计算机(9)；通过对应的温度和反射率数据，拟合计算出光热反射系数Cth。3.根据权利要求1所述的一种基于热反射率的半导体器件温度和热阻构成测量装置，其特征在于，通过调整加热电源(8)，使恒温平台(2)处于恒定的温度。4.根据权利要求1所述的一种基于热反射率的半导体器件温度和热阻构成测量装置，其特征在于，调整驱动电源(7)的电学激励大小，再通过计算机(9)控制驱动电源(7)，对半导体器件(1)施加电学激励，半导体器件(1)自升温；与此同时，计算机同步控制采集卡(10)开始采集光电转换电路的输出电压，并将采集到的电压数据发送到计算机(9)。5.根据权利要求4所述的一种基于热反射率的半导体器件温度和热阻构成测量装置，其特征在于，在计算机(9)中得到的数据利用得到的Cth进行计算，得到对应的温度，绘制温度
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时间曲线；调整驱动电源的电学激励大小，对半导体器件(1)施加不同的电学激励；重复多次得到不同工作条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚民，孟宪伟，温茜，程浩轩，冯士维，翟玉卫，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：