Keithley吉時利 功率半導(dǎo)體測試系統(tǒng)S540是一種全自動晶圓級參數(shù)測試系統(tǒng)，可以在一次 探頭接觸中執(zhí)行高達3kV 的所有高壓測試、低壓測試、低電 流測試和電容測試，最大限度地提高生產(chǎn)效率，降低擁有成本。 該系統(tǒng)把吉時利行業(yè)領(lǐng)先的測量儀器與低壓和高壓開關(guān)矩陣、 線纜、探頭卡適配器、探頭驅(qū)動器和KTE 測試軟件安全無縫 地集成在一起。最終結(jié)果，是可以量身定制12~48 針參數(shù)測 試系統(tǒng)，而不需要重新配置測試設(shè)置，在從高壓測試轉(zhuǎn)向低壓 測試時不用使用兩個單獨的測試系統(tǒng)，實現(xiàn)全自動2 端子或3 端子晶體管電容測量，提供pA 級測量性能。
 

Keithley吉時利 功率半導(dǎo)體測試系統(tǒng)S540主要特點:

• 在一次探頭接觸中，在最多 48 針上自動執(zhí)行所有晶圓級參 數(shù)測試，包括高壓擊穿、電容和低壓測量，而不需改變電 纜或探頭卡基礎(chǔ)設(shè)施
• 執(zhí)行晶體管電容測量，如 Ciss、Coss 和 Crss，高達 3 kV，而不需手動重新配置測試針
• 在高速多針、全自動測試環(huán)境中實現(xiàn)低電平測量性能
• 基于 Linux 的 KTE ( 吉時利測試環(huán)境 ) 系統(tǒng)軟件，簡便地開 發(fā)測試，快速執(zhí)行測試
• 特別適合工藝集成、工藝控制監(jiān)測和生產(chǎn)芯片分揀等全自動 應(yīng)用或半自動應(yīng)用
• 最大限度地縮短測試時間及測試設(shè)置時間，減少占用空間， 降低擁有成本，同時實現(xiàn)實驗室級測量性能

全面進行高達3 kV 的一遍參數(shù)測試

S540 是為用于擁有各種產(chǎn)品組合的環(huán)境而優(yōu)化的，可以配置 為12 針、24 針、36 針或48 針系統(tǒng)。有兩種主要配置：基本 高壓配置有12 針，高電壓/ 低電流配置則有12 針高電壓和 36 針低電流。這兩種配置都支持多條SMU ( 源測量單元) 通道、 兩端子和三端子電容測量、差分電壓測量以及脈沖和頻率測量。 所有測試引腳都連接到一張?zhí)筋^卡上，因此可以在一個探頭接 觸中執(zhí)行所有測試，最大限度地提高生產(chǎn)效率，最大限度地降 低擁有成本。

12 針高壓S540 配置的方框圖

12 ~ 48 針高電壓/ 低電流S540 配置的方框圖

高達3 kV 的全自動兩端子和三端子電容測量

除在全自動生產(chǎn)應(yīng)用中執(zhí)行的典型2 端子電容測量外，S540 還可以執(zhí)行半自動研發(fā)應(yīng)用和工藝集成應(yīng)用中常見的3 端子晶 體管電容測量。可以在高達3 kV 的偏置電壓及高達1 MHz 的 頻率上執(zhí)行測試。S540 自動執(zhí)行這些3 端子測量，如Ciss、 Coss 和Crss，而不需手動配置測試針。這可以更迅速地收集 更多的器件數(shù)據(jù)，加快測試速度，最終加快產(chǎn)品開發(fā)周期。

由于普通電容儀表的內(nèi)置偏置電壓低于100 V，因此測量高壓 功率半導(dǎo)體的電容要求使用外部電壓源和Bias-T。與其他高 壓參數(shù)測量解決方案不同，S540 使用系統(tǒng)級開路- 短路- 負 載補償技術(shù)，確保Bias-T 不會在測量中注入錯誤，并能夠在 全自動生產(chǎn)環(huán)境中實現(xiàn)實驗室質(zhì)量的電容測量。

S540 可以執(zhí)行全自動實驗室質(zhì)量的三端子電容測量

高速度、低電平測量性能

提供兩種不同的系統(tǒng)配置，能夠滿足不同的參數(shù)測試應(yīng)用環(huán)境。S530小電 流系統(tǒng)可配置2至8路源測量單元（SMU）通道，具有亞皮安級測量分辨率，并 為探針卡提供了全面的小電流保護，使其非常適合于亞微米MOS硅工藝的特性分析。S530高電壓系統(tǒng)可配置3至7路SMU通道，能夠源出高達1000V的電壓，可用于汽車電子和功率管理器件所需的各種擊穿和漏流測試。

隨著當(dāng)今功率半導(dǎo)體設(shè)計效率提高，器件泄漏電流和開點電阻 變得越來越低。S540 的低電流子系統(tǒng)基于吉時利經(jīng)過驗證的 SMU 儀器技術(shù)，在高壓偏置上提供了pA 級電流測量功能， 可以測量各種低電流特點，如關(guān)閉狀態(tài)泄漏電流、柵極泄漏電 流、低于閾值的泄漏電流等等。選配的高分辨率數(shù)字萬用表 (DMM) 可以精確測量微歐級讀數(shù)，并在全自動多針測試環(huán)境 中執(zhí)行其他差分和非差分低壓測量，如金屬片電阻、電氣臨界 維度、等等。

強大的系統(tǒng)軟件

吉時利S540 系統(tǒng)擁有吉時利測試環(huán)境(KTE) v5.7 軟件，用于 測試開發(fā)和執(zhí)行。KTE v5.7 的系統(tǒng)級速度較KTE v5.5 最多提 高了40%。KTE 裝在采用Linux 操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)工控PC 上，把吉時利數(shù)十年的參數(shù)測試經(jīng)驗融入到功能中。

KTE 軟件

• 晶圓描述
• 測試宏程序開發(fā)
• 測試計劃開發(fā)
• 極限
• 晶圓級或組件級測試，支持自動探頭控制
• 測試數(shù)據(jù)管理
• 用戶接入點
• 系統(tǒng)診斷

3 kV 探頭卡和探頭卡適配器(PCA) 解決方案

在多針全自動生產(chǎn)測試應(yīng)用中進行可靠的高壓測量帶來了許多 挑戰(zhàn)，包括環(huán)境、器件布線和探頭設(shè)計。吉時利為探測最高 3k V 電壓、同時保持低電平測量性能提供了兩種優(yōu)質(zhì)解決方案： 吉時利9140 和Celadon 45E。此外，為簡化探頭卡安裝和拆卸， 我們作為出廠安裝選項提供了inTEST 頂部裝載探頭卡接口。