一种用于测试半导体器件（５０）的方法，包括：利用光束（４１）照射所述半导体器件内的晶体管，其中照射晶体管在该晶体管内感生电流（６８）；以及响应于所述照射，检测来自所述晶体管的光子发射。一种半导体器件测试系统（１０）包括：光束发射器（１８），该光束发射器向进行测试的器件（ＤＵＴ）（１２）提供光束，以在该ＤＵＴ中感生电流；过滤器（２２），该过滤器接收来自所述ＤＵＴ的光子发射，并且从所述光子发射中去除从所述ＤＵＴ反射的反射光束，以提供过滤后光子发射；以及光子检测器（３２），该光子检测器检测所述过滤后光子发射。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及半导体器件，并且更具体地说，涉及半导体器件的测试。
技术介绍
当半导体器件不能适当地工作时，执行故障分析，以确定问题的起因。故障分析涉 及对器件节点的功能性微探测(functionalmicroprobing)。这可以通过诸如e射束探测、 金属互连探测、激光电压探测以及时间分辨发光显微术(TRLEM)的许多不同处理来执行。 TRLEM是一种优选方法并且在电源电压高的情况下工作良好。然而，如果电源电压小(例 如，大约1. 5V或更小)，则由TRLEM生成的信号可能太小而无法检测，并且不能很好地执行 故障分析。另外，因为TRLEM波形获取技术需要信号随着时间积分，所以测试可能太慢(例 如，12小时或更多)。附图说明本专利技术通过示例的方法进行说明，并且不局限于附图，在附图中，相同标号指相似 部件。图中的部件出于简化和清楚的目的示出，并且不必按比例绘制。图1示出了根据一实施例的系统和进行测试的器件的示意图；图2示出了根据一实施例的反相器(inverter)的示图；以及图3示出了波形。具体实施例方式诸如激光器的发光源被用于激发光束感生电流(0BIC)，所述光束感生电流产生被 检测的电致发光(光子)。这些光子可以通过将它们与激发光子的高强度背景分离来检测。 当发光源照射晶体管时，生成电流并且可以发射光子。通过检测发射出的光子，可以确定晶 体管的状态及其状态间的变化。这个信息可用于半导体器件的故障分析。图1示出了根据一实施例的系统10和进行测试的器件(DUT) 12的示意图。在一 个实施例中，DUT 12是包括一个或多个集成电路的封装件。DUT 12可以是任何封装类型 (例如，倒装芯片、球栅阵列、四方扁平封装)。在测试期间，DUT 12被加电。该系统包括耦合至计算机16的测试器14，该计算机控制测试器14。在一个实施例 中，计算机16生成通过测试器14施加至DUT 12的测试矢量。在一个实施例中，将多个测 试矢量在DUT 12上迭代地执行。在该实施例中，对于每一次迭代来说，可以执行在此描述 的测试方法。因此，该方法可以是时间分辨(time resolved)方法。在另一实施例中，在将 测试矢量施加至DUT 12之后执行所述测试方法。因此，该方法可以是静态方法。例如，在 测试期间，该系统可以在时间矢量上暂停，并且可以检测结果，接着可以在不同区域中恢复 测试。因为作为被检测主体的光子无法在每次利用光照射DUT 12(或其晶体管)时发射， 或者无法沿检测器的方向发射，所以可能希望执行测试矢量的循环或迭代。在一个实施例 中，按大于一兆赫兹的速度执行测试矢量。这比执行速度小得多的现有技术的故障分析方法有利。系统10还包括光束发射器18、准直仪20、带通过滤器22、分束器26 (其可以是 二色分束器)、物镜24、过滤器28、准直仪30、光子检测器32，以及定时分析器38。在一个 实施例中，这些特征被并入到红外线显微镜中。如在进一步的讨论之后将更好地理解的，在 这个实施例中，该显微镜可以对DUT 12成像并收集被用于执行故障分析的光子发射46。当测试器发出(assert)信号(例如，触发信号)时，其开启光子检测器32。系统 10可以包括其它特征，如成像装置或特征，或快门。快门是一种机械隔板，其可以被用于仅 暴露或观看DUT 12的小区域(例如，一个晶体管)。在一个实施例中，光束发射器18是激光器。该激光器可以是Nd:YAG激光器。该 光束发射器也可以是超高功率光源或发射光的任何其它器件。光束发射器18激发针对DUT 12的0BIC信号。更具体地说，光束发射器18生成并发射通过准直仪20的光束40，该准直 仪将光束40对准成并行光束，以使其既不聚焦也不发散。在光束40通过准直仪20之后， 该光束可以通过带通过滤器22，如果带通过滤器22存在的话，则仅过滤预定波长或预定范 围的预定波长，以生成激励光束41。在一个实施例中，带通过滤器22是针对1064nm波长 光的激光线过滤器。在一个实施例中，激励光束41的能量大于被照射晶体管的半导体材料 (例如，沟道区域)的能带隙能量。在一个实施例中，该激励光束41以大约90度反射离开 分束器26。在一个实施例中，分束器26是二色分束器，其反射大约95%的1064nm光，而透 射具有大于llOOnm的波长的光。在激励光束41反射之后，该激励光束41通过物镜24，该物镜将激励光束41聚焦 在DUT 12上。激励光束41的一部分被反射离开DUT12，以形成反射激励光束42。当激励 光束42通过分束器26时，该反射激励光束42的一部分可以被过滤或者被防止穿越分束器 26。在激励之后，光束42通过分束器26，该激励光束42变为衰减的反射激励光束44。接 着，光束44被光学过滤器28高度衰减。如在图2的讨论之后将更好地理解的，当利用激励 光束41照射DUT 12 (例如，DUT12内的晶体管)时，感生出电流并产生光子发射。在一个 实施例中，光子发射46包括因激励光束41而生成的光子和自然出现的光子。在一个实施 例中，光子发射46还包括因施加测试矢量而发射的光子。光子发射46通过分束器26、过滤 器28以及准直仪30，并且被光子检测器32接收。在一个实施例中，过滤器28是宽带过滤 器(long passfilter)。该过滤器被用于从光子发射46中辨别来自光束发射器18的、作为 衰减的反射激励光束44的光。该过滤可能因光具有不同能量(波长)并且过滤掉不希望 的光波长而出现。在一个实施例中，如果过滤器28存在，则选择过滤器28，以使其防止光束 发射器18或带通过滤器22的具有相同波长或波长范围的光通过。因而，过滤器28仅允许 作为光子反射的结果的光通过，而不允许源自光束发射器18的光通过。因而，系统10在入 射光(反射为反射激励光束42的激励光束41)与光子发射46之间进行区分。这在所示实 施例中利用过滤器28来执行，但可以将其它方法用于区分光。在一个实施例中，光子检测器32是安装在系统10的辅助端口上的外部检测器。在 该实施例中，CW激光器或脉冲激光器可以被用作光束发射器18。脉冲激光器可以被希望用 于逻辑状态的静态映射以及用于减少因样本发热而产生的光子发射噪声源。在一个实施例 中，检测器是时间相关单一光子计数(TCSPC)检测器或另一类型的时间辨别检测器。光子检测器32在系统10被启动时向定时分析器38发送开始信号34，并且在光子5检测器32接收到或检测到来自光子发射46的光子时发出停止信号36。当定时分析器38 接收到该停止信号36时，其更新直方图。相对于停止信号36的时间，所述直方图可以被存 储或在计算机16中观看，以生成波形，这在对图3的讨论之后将更好地理解。在一个实施 例中，计算机16相对于光子检测器32检测到光子的时间，而累积光子计数。定时分析器38 被耦合至计算机16。然而，在其它实施例中，代替波形，生成其它结果。例如，该结果可以是 不同颜色的图。在一个实施例中，在利用激励光束41照射DUT 12时检测光子发射46。在另一实 施例中，在照射DUT 12之后检测光子发射46。在一个实施例中，照射DUT 12，停止照射，然 后检测光子发射。与激励光束41相比，光子本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于测试半导体器件的方法，该方法包括：利用光束照射所述半导体器件内的晶体管，其中照射所述晶体管在该晶体管内感生电流；以及响应于所述照射，检测来自所述晶体管的光子发射。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-12-7 11/952,210一种用于测试半导体器件的方法，该方法包括利用光束照射所述半导体器件内的晶体管，其中照射所述晶体管在该晶体管内感生电流；以及响应于所述照射，检测来自所述晶体管的光子发射。2.根据权利要求1所述的方法，其中，照射所述晶体管和检测所述光子发射同时执行。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在停止照射所述晶体管之后进行对所述光子发 射的检测。4.根据权利要求1所述的方法，其中，进行对所述光子发射的检测，以指示在所述晶体 管中存在饱和电流并且检测所述晶体管中的因所述光束而造成的泄漏电流。5.根据权利要求4所述的方法，其中，检测所述光子发射包括检测所述晶体管的漏极 的状态变化。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光束具有能量大于或等于所述晶体管的半 导体材料的能带隙的波长。7.根据权利要求1所述的方法，还包括向所述半导体器件提供一个或多个测试矢量，其中，与提供一个或多个测试矢量至少 部分同时地提供照射和检测。8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括响应于所述照射并且在检测所述光子发射之前，过滤所述光子发射，以去除从所述半 导体器件反射的反射光束。9.一种用于测试半导体器件的方法，该方法包括在所述半导体器件上迭代地执行多个测试矢量，其中，在执行所述多个测试矢量中的 每一次迭代期间，所述方法还包括利用光束照射所述半导体器件内的晶体管，其中照射所述晶体管在该晶体管内感生电流；检测来自所述晶体管的光子发射；以及根据检测到的所述光子发射累积光子计数。10.根据权利要求|1|所述的方法，其中，在执行所述多个测试矢量的每一次迭代期 间，所述方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：KB埃令顿，KJ迪克森，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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