[发明专利]一种开启电压的测试方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体测试领域，尤其涉及一种对半导体产品的开启电压的测试方法及系统。

背景技术

场效应管包括结型场效应管和MOS型场效应管，应用非常广泛。夹断电压V_P和开启电压Vth是场效应管的重要直流参数。一般，Vth是指增强型场效应管的开启电压。增强型场效应管通过在栅极上加电压使硅表面反型，然后在漏极上加一定电压使源漏之间有电流通过。在测试过程中，在栅极上扫描电压，同时进行源漏端流的测试，当在漏端电流达到目标电流后（开启电流），则认为此时的栅端电压为开启电压Vth。

现阶段，由于需要提供给客户在电路设计时候的概要以及验证工艺控制窗口的能力，工厂需要给各户提供大量的失配数据。由于测试精度会对失配测试有明显影响，所以进行开启电压的失配测试要比正常测试更为精确才能满足测试需求。

现有的开启电压的测试方法，在栅端从0V开始增加电压进行扫描，设定扫描步长，在漏端测量电流，设目标电流为1μA，比较漏端电流与目标电流，当漏端电流达到目标电流时，返回此时开启电压的值。采用这样的扫描模式，在测试到漏端电流达到目标电流一次后，测试结束。如果设置的步长过大，会严重影响测试精度；如果设置的步长过小，则将导致单个器件的测试时间过长，由于失配测试数据量通常较大，这时如果步长设置过小，则会严重影响测试效率。

由于在工艺验证与工艺开发阶段会进行大量失配开启电压测试，所以现有开启电压测试方法的扫描范围模式为一次扫描，无法合理设置以满足失配测试精度和效率上的需求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种开启电压的测试方法及系统，能够进行精确、高效地测试，满足失配测试等非常精确的开启电压的测试需求。

本发明公开了一种开启电压的测试方法，包括：

步骤A、开启电压的粗扫描：确定粗扫描步长下的扫描开启电压；

步骤B、开启电压的精扫描：在前一次扫描步长对应的扫描开启电压的基础上，以缩小后的扫描步长作为当前扫描步长进行扫描，确定在缩小后的扫描步长所对应的扫描开启电压；不断缩小扫描步长并扫描直到前一次的扫描步长小于设定步长则根据最后一次扫描结果计算开启电压；

其中，所述扫描开启电压为在当前扫描步长下使得漏端电流大于目标电流时的栅端电压最小值。

优选地，步骤B具体为：

步骤B01、判断前一次扫描步长与所述设定步长之间的大小关系，如果前一次的扫描步长大于等于所述设定步长时，则缩小扫描步长得到当前扫描步长；如果当前扫描步长小于所述设定步长，则执行步骤B05；否则执行步骤B02；

步骤B02、测量当栅端电压为前一次扫描步长对应的扫描开启电压时的漏端电流，并比较漏端电流与所述目标电流，如果漏端电流小于所述目标电流时，执行步骤B03；否则执行步骤B04；

步骤B03、按当前扫描步长逐步升高所述栅端电压，并测量对应的漏端电流，直到漏端电流第一次大于等于所述目标电流，返回当前的栅端电压作为当前扫描步长对应的扫描开启电压，同时返回扫描开启电压对应的漏端电流以及本次扫描中小于目标电流的漏端电流最大值以及对应的栅端电压，并转入步骤B01；

步骤B04、按当前扫描步长逐步降低所述栅端电压，并测量对应的漏端电流，直到漏端电流第一次小于所述目标电流，返回大于等于目标电流的最小漏端电流所对应的栅端电压作为当前扫描步长对应的扫描开启电压，同时返回扫描开启电压对应的漏端电流以及本次扫描中小于目标电流的漏端电流最大值以及对应的栅端电压，并转入步骤B01；

步骤B05、根据最后一次扫描结果返回的扫描开启电压和对应的漏端电流以及小于目标电流的漏端电流最大值以及对应的栅端电压计算开启电压。

优选地，在所述步骤B01中，缩小当前扫描步长包括将扫描步长乘以缩小系数，缩小系数λ满足0<λ<1。

优选地，所述缩小系数λ为1/10。

优选地，在所述步骤B04中还包括，当所述栅端电压每一次发生改变之后,将改变后的栅端电压与一电压下限进行比较,如果比该电压下限小,则返回错误。

优选地，所述电压下限设置为2倍的栅端扫描电压起始值。

优选地，在所述步骤B03中还包括，当所述栅端电压每一次发生改变之后,将所述栅端电压与一电压上限进行比较,如果比该电压上限大,则返回错误。

优选地，所述电压上限设置为2倍的栅端电压扫描最大值。