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測試技術(shù)
功率器件是電子元件和電子器件的總稱，是電子裝置中，電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，它利用半導(dǎo)體單向?qū)щ姷奶匦愿淖冸娮友b置中電壓、頻率、相位，在電路中主要起著功率轉(zhuǎn)換、功率放大、功率開關(guān)、線路保護(hù)、逆變（直流轉(zhuǎn)交流）和整流（交流轉(zhuǎn)直流）等功能。而大功率器件一般是指電壓等級在1200V以上，電流在300A以上，輸出功率比較大的電子元器件。可以分為半控型器件、全控型器件和不可控型器件，其中晶閘管為半控型器件，承受電壓和電流容量在所有器件中最高；電力二極管為不可控器件，結(jié)構(gòu)和原理簡單，工作可靠；還可以分為電壓驅(qū)動型器件和電流驅(qū)動型器件，其中GTO、GTR為電流驅(qū)動型器件，IGBT、電力MOSFET為電壓驅(qū)動型器件。
功率半導(dǎo)體被廣泛應(yīng)用于新能源(風(fēng)電、光伏、電動汽車)、消費(fèi)電子、智能電網(wǎng)、軌道交通等行業(yè)領(lǐng)域。IGBT和MOSFET作為主要的電力電子器件，在計算機(jī)、通訊、等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。以氮化鎵(GaN) 為核心的射頻半導(dǎo)體，支撐著5G基站及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)；以碳化硅(SiC)以及IGBT為核心的功率半導(dǎo)體，支撐著新能源汽車、充電樁、基站/數(shù)據(jù)中心電源、特高壓以及軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)。
在功率半導(dǎo)體的市場空間的穩(wěn)步增長推動下，半導(dǎo)體性能要求不斷提高，如何保證選用的高速功率器件并在高溫、強(qiáng)輻射、大功率環(huán)境下能穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，這給設(shè)計工程師帶來了非常大的測試挑戰(zhàn)，尤其是使用如碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)的先進(jìn)材料制成的器件，通常這些新型器件的測試要求更高的電壓和功率水平，更快的開關(guān)時間以及從晶圓級到封裝器件的完整測試。我們需要了解功率器件的動態(tài)特性：高功率分離式元件（例如功率電晶體、功率二極體、閘流體等且元件方向性為垂直／橫向者）或高功率放大器之電性量測皆屬高功率元件測試。以500V（高電壓）以上及／或1A（高電流）以上之脈沖或直流電進(jìn)行量測。
高功率元件的晶圓特性描述應(yīng)用面臨以下挑戰(zhàn)：晶圓載臺至晶圓背面之接觸電阻對測試參數(shù)的影響，高電流元件金屬墊層會燒壞毀損，在高電壓及低溫或高溫情況下漏電流會升高，如何進(jìn)行低漏電流量測，如何防止空氣在電場作用下發(fā)生碰撞電離而導(dǎo)致電極間的貫穿性放電。同時空氣被加熱，溫度急劇上升產(chǎn)生電弧打火現(xiàn)象，在高壓與高低溫情況下，如何保證操作人員的誤觸安全環(huán)境等。
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**半導(dǎo)體樣品：GaN
針座移動精度0.6um，卡盤漏流≤100fA，卡盤與顯微鏡XYZ移動精度為0.1um，耐壓3K-10KV，耐溫200℃。
1. 手動上片：軟件操控將卡盤移出，手動將晶圓放置卡盤，打開吸附開關(guān)吸附晶圓后將卡盤移至腔體，操控卡盤移回原位。
2. 軟件控制操控電機(jī)移動卡盤與顯微鏡上下移動，直至可初步看清晶圓表面，可使用自動聚焦功能快速聚焦表面。
3. 使用自動拉直功能調(diào)整晶圓旋轉(zhuǎn)直至水平。
4. 使用高壓夾具與三軸探針，精確扎在相應(yīng)PAD上。
5. 檢查探針與PAD接觸情況、測試儀的連接情況，在扎針處滴上氟油防止高壓打火后施加電信號進(jìn)行測試。
1. 卡盤與顯微鏡均由軟件操控電機(jī)移動，移動精度為0.1um。
2. 內(nèi)置3 zoom多視野、三倍率同焦光路系統(tǒng)，大小多視場同時顯示，極其便捷的點(diǎn)針體驗(yàn)。
3. 使用高壓卡盤，高壓夾具與分流探針可承載功率測試時大電壓，大電流情況。
4. 內(nèi)置一體化高性能震動隔離平臺，外置隔離欄，避免操作人員造成的震動，迅捷的震動恢復(fù)時間<1s，可提供測試所需的高穩(wěn)定性環(huán)境。
5. 紅外光幕可不斷檢測，在高壓測試時誤靠近高壓部分立即停止程序運(yùn)行，保護(hù)人員安全。
水平器件測試（垂直器件可使用卡盤背電極進(jìn)行測試）
