[发明专利]一种用于跨平台监测芯片温度的测量方法

说明书

一种用于跨平台监测芯片温度的测量方法，属于集成电路测试领域。利用集成电路自动测试系统配置的电压电流源，对被测半导体器件施加并测量相应信号，将测试结果代入通过校准得到的温度系数关系式，得出芯片的工作温度。测量方法包括测量仪器准备、温度敏感参数的获取、芯片上PN结温度校准、温度敏感参数与温度的线性关系式、将关系式写入测试代码、对被测产品施加恒定温度、测量并计算得到芯片温度等步骤。解决了现有半导体器件电性能参数测试过程中，半导体器件芯片的外界工作环境温度不能代替封装内部半导体器件芯片的实际工作温度，造成测试结果无法正确反映被测半导体器件真实性能的问题。适用于所有半导体集成电路芯片温度的测量技术领域。

技术领域

本发明属于集成电路领域，进一步来说涉及集成电路测试领域，具体来说，涉及一种用于跨平台监测芯片温度的测量方法。

背景技术

在高可靠集成电路领域，半导体器件测试流程中的一个关键环节是需要在不同工作温度下进行半导体器件电性能参数测试，而对工作温度的界定就成为了难题。严格意义上说，半导体器件的工作温度应该为封装内部的芯片温度，而不能将半导体器件封装外部的环境温度认为是芯片的工作温度。工作状态下的半导体器件，芯片温度是最高的温度点，它所产生的热量由芯片向半导体器件的封装外部传导，最终向环境散逸。因此，如果将工作温度认为成环境温度，那在向半导体器件所处的环境施加最高额定工作温度值的话，工作状态下的半导体器件，其封装内部的芯片温度将高于最高额定工作温度，可能导致半导体器件过热失效。

现有的技术均为对被测集成电路施加规定的温度，并假定温度不产生重大变化的情况下进行电性能参数的测量，不具备测量封装内部芯片温度的功能，无法知晓芯片温度是否符合规定要求。现有技术中，对于最高或者最低额定工作温度下半导体器件的电性能测量，使用的方法是在半导体器件周围一个半封闭的小空间内吹入有温度设定值的空气，使被测半导体器件的封装外部工作温度温度逐渐达到规定的额定工作温度，再对被测半导体器件进行电性能测量。但这个方法存在不足之处，额定工作温度的测量使用的是半导体器件封装外部的热电偶，所测量得到的温度实际为被测半导体器件封装外部工作温度，而非封装内部芯片工作温度。由于热传导效率的不同，位于封装内部的芯片达到额定工作温度所需的时间不同，也无法监测芯片温度是否达到了额定工作温度。

现有技术存在的问题是，温度测量仪读数为被测半导体器件封装外部工作环境温度，在实际工程应用中，该温度值无法反映被测半导体器件封装内部芯片工作温度，两者存在一定差值。这个差值的存在，导致了被测半导体器件封装内部芯片没有工作在额定工作温度下，无法正确反映被测半导体器件的真实性能。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是：解决现有半导体器件电性能参数测试过程中，半导体器件芯片的外界工作环境温度不能代替封装内部半导体器件芯片的实际工作温度，造成测试结果无法正确反映被测半导体器件真实性能的问题。以便可在多种集成电路自动测试系统(ATE)平台上提供一种通用的被测半导体器件芯片温度测量方法。

针对原有测量方法的不足，本发明提出了可利用集成电路自动测试系统配置的电压电流源，对被测半导体器件施加电信号，并测量相应信号，将测试结果代入通过校准得到的温度系数关系式，计算得出当前的芯片温度，以此为依据，控制测试温度的精度在±1℃以内，即可真实反映封装内半导体器件芯片的工作温度。

测试原理依据：