本文描述了對半導(dǎo)體器件里金鍵合引線與電極（鋁焊盤）界面結(jié)合缺陷的觀察和分析。 截面拋光儀（CP)對金鍵合引線界面橫截面進(jìn)行拋光。

       使用JEOL的橫截面拋光儀（簡稱CP）對樣品進(jìn)行橫截面拋光，CP是一種利用氬離子束轟擊樣品表面的從而得到無應(yīng)力破壞的平滑橫截面的掃描電鏡制樣設(shè)備?？杉庸じ鞣N軟硬復(fù)合材料與傳統(tǒng)機(jī)械拋光相比，不會(huì)產(chǎn)生加工痕跡和扭曲變形。

       下圖是金線和鋁焊盤交界處的背散射電子成分像，可清晰地觀察到通道襯度和晶體的晶粒尺寸。

       X-Ray譜圖顯示了金線和電極焊盤交界處元素的空間分布。按照從上而下的順序, ① 金鍵合引線的Au層部分，可見通道襯度 ② 金屬間化合物(IMC)層Au-Al合金層 ③ Al電極 ④SiO₂ 層和 ⑤ Si 基板。

       我們知道IMC層的成型及厚度取決于鍵合后熱處理的溫度和時(shí)間，熱處理的工藝甚至可能會(huì)導(dǎo)致界面IMC層出現(xiàn)剝離。

       通過利用CP和SEM，可直接檢測橫截面方向IMC層的厚度及濃度，因此可用于半導(dǎo)體器件產(chǎn)品的質(zhì)量管理和成品率監(jiān)控。

交流C-V測試可以揭示材料的氧化層厚度，晶圓工藝的界面陷阱密度，摻雜濃度，摻雜分布以及載流子壽命等，通常使用交流C-V測試方式來評估新工藝，材料， 器件以及電路的質(zhì)量和可靠性等。比如在MOS結(jié)構(gòu)中， C-V測試可以方便的確定二氧化硅層厚度dox、襯底 摻雜濃度N、氧化層中可動(dòng)電荷面密度Q1、和固定電 荷面密度Qfc等參數(shù)。

C-V測試要求測試設(shè)備滿足寬頻率范圍的需求，同時(shí)連線簡單，系統(tǒng)易于搭建，并具備系統(tǒng)補(bǔ)償功能，以補(bǔ)償系統(tǒng)寄生電容引入的誤差。

進(jìn)行C-V測量時(shí)，通常在電容兩端施加直流偏壓，同時(shí)利用一個(gè)交流信號進(jìn)行測量。一般這類測量中使用的交流信號頻率在10KHz到10MHz之間。所加載的 直流偏壓用作直流電壓掃描，掃描過程中測試待測器件待測器件的交流電壓和電流，從而計(jì)算出不同電壓下的電容值。

在CV特性測試方案中，同時(shí)集成了美國吉時(shí)利公司源表（SMU）和合作伙伴針對CV測試設(shè)計(jì)的專用精 密LCR分析儀。源表SMU可以輸出正負(fù)電壓，電壓 輸出分辨率高達(dá)500nV。同時(shí)配備的多款LCR表和 CT8001 直流偏置夾具，可以覆蓋 100Hz~ 1MHz 頻 率和正負(fù)200V電壓范圍內(nèi)的測試范圍。

方案特點(diǎn)：

★包含C-V（電容-電壓），C-T（電容-時(shí)間），C-F （電容-頻率）等多項(xiàng)測試測試功能，C-V測試可同時(shí)支持測試四條不同頻率下的曲線

★測試和計(jì)算過程由軟件自動(dòng)執(zhí)行，能夠顯示數(shù)據(jù)和 曲線，節(jié)省時(shí)間

★提供外置直流偏壓盒，偏壓支持到正負(fù)200V， 頻率范圍 100Hz - 1MHz。

★支持使用吉時(shí)利24XX/26XX系列源表提供偏壓

測試功能：

電壓-電容掃描測試

頻率-電容掃描測試

電容-時(shí)間掃描測試

MOS器件二氧化硅層厚度、襯底摻雜濃度等參數(shù)的計(jì)算

原始數(shù)據(jù)圖形化顯示和保存

MOS電容的 C-V 特性測試方案

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

系統(tǒng)主要由源表、LCR 表、探針臺(tái)和上位機(jī)軟件組成。 LCR 表支持的測量頻率范圍在0.1Hz~ 30MHz。源表 (SMU)負(fù)責(zé)提供可調(diào)直流電壓偏置，通過偏置夾具盒 CT8001加載在待測件上。

LCR 表測試交流阻抗的方式是在 HCUR 端輸出交流電 流，在 LCUR 端測試電流，同時(shí)在 HPOT 和 LPOT 端 測量電壓值。電壓和電流通過鎖相環(huán)路同步測量，可 以精確地得到兩者之間的幅度和相位信息，繼而可以推算出交流阻抗參數(shù)。

典型方案配置：

系統(tǒng)參數(shù)：

下表中參數(shù)以 PCA1000 LCR 表和 2450 源表組成的 C-V測試系統(tǒng)為例：

安泰測試已為西安多所院校、企業(yè)和研究所提供吉時(shí)利源表現(xiàn)場演示，并獲得客戶的高度認(rèn)可，安泰測試將和泰克吉時(shí)利廠家一起，為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和全面的測試方案，為客戶解憂。

半導(dǎo)體分立器件是組成集成電路的基礎(chǔ)，包含大量的 雙端口或三端口器件，如二極管，晶體管，場效應(yīng)管等。 直流I-V測試則是表征微電子器件、工藝及材料特性的 基石。通常使用I-V特性分析，或I-V曲線，來決定器 件的基本參數(shù)。微電子器件種類繁多，引腳數(shù)量和待 測參數(shù)各不相同，除此以外，新材料和新器件對測試 設(shè)備提出了更高的要求，要求測試設(shè)備具備更高的低 電流測試能力，且能夠支持各種功率范圍的器件。

分立器件I-V特性測試的主要目的是通過實(shí)驗(yàn)，幫助工 程師提取半導(dǎo)體器件的基本I-V特性參數(shù)，并在整個(gè)工 藝流程結(jié)束后評估器件的優(yōu)劣。

隨著器件幾何尺寸的減小，半導(dǎo)體器件特性測試對測 試系統(tǒng)的要求越來越高。通常這些器件的接觸電極尺 寸只有微米量級，這些對低噪聲源表，探針臺(tái)和顯微 鏡性能都提出了更高的要求。

半導(dǎo)體分立器件I-V特性測試方案，泰克公司與合作 伙伴使用泰克吉時(shí)利公司開發(fā)的高精度源測量單元 （SMU）為核心測試設(shè)備，配備使用簡便靈活，功能 豐富的CycleStar測試軟件，及穩(wěn)定的探針臺(tái)，為客戶提供了可靠易用的解決方案，極大的提高了用戶 的工作效率。

吉時(shí)利方案特點(diǎn)：

豐富的內(nèi)置元器件庫，可以根據(jù)測試要求選擇所需要的待測件類型；

測試和計(jì)算過程由軟件自動(dòng)執(zhí)行，能夠顯示數(shù)據(jù)和曲線，節(jié)省了大量的時(shí)間；

穩(wěn)定的探針臺(tái)，針座分辨率可高達(dá)0.7um，顯微鏡放大倍數(shù)高達(dá)x195倍；

可支持同時(shí)操作兩臺(tái)吉時(shí)利源表，可以完成三端口器件測試。

測試功能：

二極管特性的測量與分析

極型晶體管BJT特性的測量與分析

MOSFET場效應(yīng)晶體管特性的測量與分析

MOS 器件的參數(shù)提取

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

系統(tǒng)主要由一臺(tái)或兩臺(tái)源精密源測量單元（SMU）、 夾具或探針臺(tái)、上位機(jī)軟件構(gòu)成。以三端口MOSFET 器件為例，共需要以下設(shè)備：

1、兩臺(tái)吉時(shí)利 2450 精密源測量單元

2、四根三同軸電纜

3、夾具或帶有三同軸接口的探針臺(tái)

4、三同軸T型頭

5、上位機(jī)軟件與源測量單元（SMU）的連接方式如下圖所示，可以使用LAN/USB/GPIB中的任何一個(gè)接口進(jìn)行連接。

系統(tǒng)連接示意圖：

典型方案配置：

西安某高?，F(xiàn)場演示圖

安泰測試已為西安多所院校、企業(yè)和研究所提供吉時(shí)利源表現(xiàn)場演示，并獲得客戶的高度認(rèn)可，安泰測試將和泰克吉時(shí)利廠家一起，為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和全面的測試方案，為客戶解憂。

電容-電壓(C-V)測量廣泛用于測量半導(dǎo)體參數(shù)，尤其是MOS CAP和MOSFET結(jié)構(gòu)，C-V 測試可以方便的確定二氧化硅層厚度dox、襯底摻雜濃度N、氧化層中可動(dòng)電荷面密度Q1、和固定電荷面密度Qfc等參數(shù)。

C-V測試方法

進(jìn)行 C-V 測量時(shí)，通常在電容兩端施加直流偏壓，同時(shí)利用一個(gè)交流信號進(jìn)行測量。一般這類測量中使用的交流信號頻率在10KHz 到10MHz 之間。所加載的直流偏壓用作直流電壓掃描，掃描過程中測試待測器件待測器件的交流電壓和電流，從而計(jì)算出不同電壓下的電容值。

C-V測試系統(tǒng)

LCR表與待測件連接圖

MOS電容的C-V測試系統(tǒng)主要由源表、LCR 表、探針臺(tái)和上位機(jī)軟件組成。LCR 表支持的測量頻率范圍在 0.1Hz~30MHz。源表(SMU) 負(fù)責(zé)提供可調(diào)直流電壓偏置，通過偏置夾具盒CT8001 加載在待測件上。以PCA1000LCR表和吉時(shí)利2450源表組成的C-V 測試系統(tǒng)為例，可以滿足精確測量的要求：

吉時(shí)利2450系統(tǒng)級應(yīng)用優(yōu)勢

吉時(shí)利2450型觸摸屏數(shù)字源表是一款集I—V特性測試、曲線追蹤儀和半導(dǎo)體分析儀功能于一體的低成本數(shù)字源表。吉時(shí)利2450豐富的功能也讓它非常適合集成到自動(dòng)測試系統(tǒng)中：

●嵌入式測試腳本處理器 (TSP)：它將完整的測度程序加載到儀器的非易失性存儲(chǔ)器，無需依賴外部PC控制器，產(chǎn)能更高。

●TSP-Link通信總線：支持測試系統(tǒng)擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)2450儀器和其他基于TSP技術(shù)儀器的系統(tǒng)拓展，拓展的測試系統(tǒng)最多可連接32臺(tái)2450，在一臺(tái)主儀器的TSP控制下進(jìn)行多點(diǎn)或多通道并行測試。

●兼容的2400工作模式：除了2450 SCPI工作模式， 2450還支持2400 SCPI工作模式，并兼容現(xiàn)有的2400 SCPI程序。這保護(hù)了用戶的軟件投資，避免儀器升級換代所帶來測試軟件的轉(zhuǎn)換工作。

●PC連接和自動(dòng)化：后面板三同軸電纜連接端口、儀器通信接口（GPIB、USB 2.0和LXI/Ethernet）、D型9針數(shù)字I/O端口（用于內(nèi)部/外部觸發(fā)信號及機(jī)械臂控制）、儀器安全互鎖裝置及TSP-Link連接端口簡化多儀器測試系統(tǒng)的集成。

安泰測試作為泰克吉時(shí)利長期合作伙伴，專業(yè)提供設(shè)備選型和測試方案的提供，為西安多家企業(yè)和院校提供吉時(shí)利源表現(xiàn)場演示，并獲得客戶的高度認(rèn)可，如果您想了解吉時(shí)利源表更多應(yīng)用方案，歡迎訪問安泰測試網(wǎng)。

近期有很多用戶在網(wǎng)上咨詢I-V特性測試， I-V特性測試是很多研發(fā)型企業(yè)和高校研究的對象，分立器件I-V特性測試可以幫助工程師提取半導(dǎo)體器件的基本I-V特性參數(shù)，并在整個(gè)工藝流程結(jié)束后評估器件的優(yōu)劣。

I-V特性測試難點(diǎn)：

種類多

微電子器件種類繁多，引腳數(shù)量和待測參數(shù)各不相同，此外，新材料和新器件對測試設(shè)備提出了更高的要求，要求測試設(shè)備具備更高的低電流測試能力，且能夠支持各種功率范圍的器件。

尺寸小

隨著器件幾何尺寸的減小，半導(dǎo)體器件特性測試對測試系統(tǒng)的要求越來越高。通常這些器件的接觸電極尺寸只有微米量級，這些對低噪聲源表，探針臺(tái)和顯微鏡性能都提出了更高的要求。

I-V特性測試方案： 

針對I-V 特性測試難點(diǎn)，安泰測試建議可采用keithley高精度源測量單元（SMU）為核心測試設(shè)備，配備使用簡便靈活、功能豐富的 CycleStar 測試軟件，及穩(wěn)定的探針臺(tái)。

圖：系統(tǒng)配置連接示意圖

測試功能：

這是一個(gè)簡單易用的I-V特性測試方案，無論對于雙端口或三端口器件，如二極管、晶體管、場效應(yīng)管都很適用。

? 二極管特性的測量與分析

? 雙極型晶體管 BJT 特性的測量與分析

? MOSFET 場效應(yīng)晶體管特性的測量與分析

? MOS器件的參數(shù)提取 

吉時(shí)利源表簡介及熱門型號推薦：

吉時(shí)利源表將數(shù)字萬用表 (DMM)、電源、實(shí)際電流源、電子負(fù)載和脈沖發(fā)生器的功能集成在一臺(tái)儀器中。通過吉時(shí)利源表進(jìn)行分立器件 I-V 特性測試時(shí)，支持同時(shí)操作兩臺(tái)吉時(shí)利源表，輕松完成三端口器件測試。此外，因?yàn)榧獣r(shí)利源表兼顧高精度和通用性，廣泛適用于教育、科研、產(chǎn)業(yè)等眾多行業(yè)。

安泰測試作為泰克吉時(shí)利長期合作伙伴，為多家院校，研究所提供了I-V特性測試方案，并提供了吉時(shí)利源表現(xiàn)場演示，如果您也有相關(guān)應(yīng)用，歡迎關(guān)注安泰測試網(wǎng)。