场效应管的测试方法与流程

1.本发明涉及场效应管测试技术领域，特别涉及一种场效应管的测试方法。


背景技术：

2.场效应管从设计到成品，一般需要经过芯片设计、晶圆制造、晶圆测试、封装、成品测试等环节。其中，晶圆测试(wafer test)是在晶圆制造完成之后，封装之前进行的测试，晶圆测试过程，对晶圆上的管芯的电性参数进行测试，管芯参数异常，对应了管芯结构或者工艺的异常，所以晶圆测试的结果是管芯结构以及工艺的改进的重要参考依据。在场效应管的晶圆测试过程中，一个重要的参数为场效应管的漏源击穿电压。
3.场效应管的漏源击穿电压检测过程中，在检测到场效应管的漏源击穿电压发生异常时，通常会对管芯的工艺流程或管芯结构进行改进，但往往造成该管芯对应的其他晶圆测试参数都会随之变化，并且需要实验验证可使异常参数恢复的工艺范围，导致增加人力与时间成本。
4.在传统的场效应管的测试方法下，良率很低，需要修改管芯结构设计、修改工艺流程、修改单项工艺设置等，造成了管芯的各项参数随之发生变化，耗费过多的人力以及时间成本。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种场效应管的测试方法，通过在第一阶段向场效应管的漏极注入第一电流，以释放沟道区电荷，从而使得良率提升。
6.根据本发明的一方面，提供一种场效应管的测试方法，包括：
7.在所述场效应管的源极和漏极之间施加第一电流，以释放沟道区电荷；
8.在所述场效应管的源极和漏极之间施加第二电流，以测试源极和漏极之间的电压，
9.其中，所述第一电流大于所述第二电流；场效应管的源极和漏极之间具有寄生二极管，所述第二电流反向流过寄生二极管时，源极和漏极的电压表征所述场效应管的漏源击穿电压。
10.优选地，在所述场效应管处于击穿状态下施加所述第一电流和所述第二电流。
11.优选地，所述击穿状态为所述场效应管的源极和栅极短接的情况下，源极和漏极间有较大的电流通过。
12.优选地，所述第二电流为250ua。
13.优选地，所述第一电流为1ma～2a。
14.优选地，场效应管为p沟道mosfet或者n沟道mosfet。
15.优选地，场效应管包括lvtmos、hvtmos以及svtmos中的一种。
16.本发明提供的场效应管的测试方法先向场效应管的漏极注入第一电流以导出沟道区电荷，排除沟道区电荷的影响；再向场效应管的漏极注入第二电流，测试源漏击穿电
压，以从提高产品良率，不需要改变管芯结构及制造工艺，方法简单有效，成本低。
附图说明
17.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
18.图1示出了示出了传统的场效应管的测试电路；
19.图2示出了示出了本发明实施例的场效应管的测试方法的流程示意图；
20.图3示出了示出了本发明实施例的场效应管的结构示意图；
21.图4(a)示出了整个晶圆测试过程中，漏源击穿电压测试阶段采用传统的测试方法对圆片进行测试的结果；
22.图4(b)示出了整个晶圆测试过程中，漏源击穿电压测试阶段采用本发明实施例的测试方法对圆片进行测试的结果；
23.图5(a)示出了只进行漏源击穿电压测试过程中，采用传统的测试方法对圆片进行测试的结果；
24.图5(b)示出了只进行漏源击穿电压测试过程中，采用本发明的测试方法对圆片进行测试的结果。
具体实施方式
25.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
27.应该理解的是，本技术的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
28.下面，参照附图对本发明进行详细说明。
29.图1示出了传统的场效应管的测试方法。该测试方法用于对场效应管的漏源击穿电压(bvdss)进行测试，如图1所示，测试的过程中，场效应管110的栅极g和源极s短接，且源极s接地，栅极电压以及源极电压为0v；向场效应管110的漏极d和源极s之间施加电流。场效应管的源极和漏极之间具有一个寄生的体二极管，所加电流反向流过寄生二极管时，源极和漏极的电压表征所述场效应管的漏源击穿电压(bvdss)。
30.采用传统的测试电路对制备完成的场效应管进行测试，场效应管的良率很低，造成管芯不合格的原因是在管芯加工的过程中，采用了等离子刻蚀工序，等离子体损伤在沟
道区引入了额外地不稳定电荷，该部分电荷存留在场效应管的沟道区，影响了测试结果。
31.具体地，在场效应管制备的过程中，尤其是沟槽刻蚀过程中，会采用等离子刻蚀工艺进行刻蚀，以在半导体结构中形成沟槽，等离子刻蚀工艺处理后，会给晶圆表面直接带来损伤，并会在晶圆表面残留表面电荷，虽然在制备工艺中，可以通过修改沟槽刻蚀工艺以减少等离子损伤，但是一方面会导致场效应管导通时漏极d与源极s之间电阻rdson等参数同时向不利的方向发生变化；另一方面是其难以完全避免，只能控制等离子损伤程度在可接受范围内。
32.沟道区残留电荷的存在会对场效应管漏源击穿电压测试的测试结果造成影响，本发明实施例在测试的过程中将沟道区残留电荷导出，以消除该沟道区残留电荷的对测试的影响，提高产品良率。
33.图2示出了本发明实施例的场效应管的测试方法。如图2所示，所述测试方法包括：在所述场效应管的源极和漏极之间施加第一电流，以释放沟道区电荷；在所述场效应管的源极和漏极之间施加第二电流，以测试源极和漏极之间的电压。
34.图3示出了本发明实施例的场效应管210的结构示意图，场效应管210可以为p沟槽mosfet或者n沟槽mosfet，图3只示例性进行说明，不对本发明构成限制。如图3所示，场效应管210包括衬底2101，衬底2101上的漂移区2102，位于漂移区2102上的体区2103以及位于体区2103中的扩散区2104，沟道区位于体区2103中，在制备的过程中，沟槽刻蚀工艺在体区2103中引入了额外的电荷。
35.本实施例在所述场效应管处于击穿状态下，在所述场效应管的源极和漏极之间施加第一电流，以实现对体区2103积累的电荷的大电流冲击，从而实现体区2103中的电荷的导出。其中，击穿状态为所述场效应管的源极和栅极短接的情况下，源极和漏极之间有较大的电流通过。
36.进一步地，在所述场效应管的源极和漏极之间施加第二电流，以测试源极和漏极之间的电压，所述第二电流在所述场效管的击穿状态下流经所述场效应管，所述源极和漏极的电压表征所述场效应管的漏源击穿电压。
37.本实施例中，第一电流大于所述第二电流。在传统的测试过程中，由于向场效应管110的漏极d和源极s之间施加的电流过小，不足以将沟道区的电荷导出，因而不能排除沟道区电荷的影响；本实施例在源漏击穿电压测试之前，先向漏极和源极之间施加大于第二电流的第一电流，沟道区的电荷在大电流的冲击下被导出管芯。本实施例的第一电流为1ma～2a，第二电流为源漏击穿电压的测试电流，通常为250ua。在第一电流的冲击下，足以将沟道区电荷导出，且不会对后续的晶圆测试参数造成影响。
38.进一步地，场效应管包括lvtmos(low voltage threshold mosfet，低阈值电压mosfet)、hvtmos(high voltage threshold mosfet，高阈值电压mosfet)以及svtmos(standard voltage threshold mosfet，标准阈值电压mosfet)中的一种，但不限于此。
39.在一个具体的测试过程中，对一圆片上的若干场效应管管芯进行晶圆测试，整个晶圆测试过程包括漏源击穿电压bvdss、漏源极电阻rdson、雪崩能量eas等参数测试，其中，在漏源击穿电压测试阶段，对同一圆片上的若干场效应管管芯分别采用传统测试方法以及本发明实施例的测试方法进行测试，其他测试阶段的测试条件相同。
40.采用传统的测试方法对该圆片的若干场效应管管芯进行测试的过程为：在场效应
管栅极g和源极s短接的状态下，在所述场效应管的源极和漏极之间施加250ua电流。
41.采用本发明实施例的的测试方法对该圆片的若干场效应管管芯进行测试的过程为：栅极g和源极s短接，首先在所述场效应管的源极和漏极之间施加1a电流，然后在所述场效应管的源极和漏极之间施加250ua电流。
42.图4(a)为整个晶圆测试过程中，漏源击穿电压测试阶段采用传统的测试方法对圆片进行测试的结果，其中深颜色的部分为失效管芯，浅颜色的部分为参数合格的管芯；图4(b)示出了整个晶圆测试过程中，漏源击穿电压测试阶段采用本发明实施例的测试方法对圆片进行测试的结果，对比测试结果发现，采用传统的测试方式显示失效的场效应管管芯，在本发明实施例测试过程中已经恢复至正常。
43.由于在整个晶圆测试过程中，还包括漏源极电阻rdson等参数的测试，为了排除其他测试阶段的影响，在又一个具体的测试过程中，只进行漏源击穿电压测试，并且对同一圆片分别采用传统测试方法以及本发明的测试方法进行测试。
44.采用传统的测试方法对管芯进行测试的过程为：在场效应管栅极g和源极s短接的状态下，在所述场效应管的源极和漏极之间施加250ua电流。
45.采用本发明的测试方法对管芯进行测试的过程为：栅极g和源极s短接，栅极g和源极s短接，首先在所述场效应管的源极和漏极之间施加1a电流，然后在所述场效应管的源极和漏极之间施加250ua电流。
46.图5(a)示出了只进行漏源击穿电压测试过程中，采用传统的测试方法对圆片进行测试的结果，其中深颜色的部分为失效管芯，浅颜色的部分为参数合格的管芯；图5(b)示出了采用本发明的测试方法对圆片进行测试的结果，对比测试结果发现，采用传统的测试方式显示失效的场效应管管芯，在本发明实施例测试过程中已经恢复至正常。
47.通过上述两组测试过程，采用本发明的测试方法进行测试的过程中，第一电流的冲击确实能够将沟道区的电荷导出，排除沟道区电荷对测试参数的影响。
48.依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。