一種集成電路靜電防護性能的測試方法
【專利摘要】本發明公開了一種集成電路靜電防護性能的測試方法，包括模擬各種不同的工作環境，并在該各種不同的工作環境中對IC進行靜電防護性能的測試。本發明能夠全面評估被測IC是否在各種不同的工作環境中都滿足相關標準的要求。
【專利說明】一種集成電路靜電防護性能的測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及集成電路領域，具體涉及一種IC靜電防護性能的測試方法。
【背景技術】
[0002]集成電路(Integrated Circuit, IC)是利用半導體制作工藝將構成一定功能的電子電路所需的電阻、電容、半導體器件等元件及它們之間的連接導線集成在一小塊硅片上，然后封裝在一個管殼內的電子器件。隨著超大規模集成電路工藝的發展，IC的特征尺寸已經達到深亞微米階段，但IC尺寸的減小使得IC器件對靜電放電(ElectrostaticDischarge, ESD)變得更加敏感，ESD引起的IC產品失效問題越來越突出。
[0003]為了對靜電防護性能低的IC產品進行優化設計，提升IC產品的質量，IC廠家需要對IC產品的靜電防護性能進行測試，以評估其靜電防護性能是否滿足相關標準。目前常見的IC靜電防護性能測試方法有，把IC放進塑料袋吹氣、揉搓或測IC的反向電阻等方法，并通過這些方法評估其靜電防護性能，但是這些方法都沒有標準依據，只能依靠經驗來判斷，不規范。同一 IC在不同的使用環境中，如不同的溫度環境下，其靜電防護性能并不完全相同，因此采用上述方法進行的靜電防護性能評估并不全面，即使采用上述測試方法評估合格的IC在批量生產后，仍有可能存在在不同的環境中使用時出現靜電擊穿等的問題，造成IC廠家的損失。
【發明內容】
[0004]本發明實施例提供了一種集成電路靜電防護性能的測試方法，能夠全面評估集成電路的靜電防護性能。
[0005]本申請第一方法提供一種集成電路靜電防護性能的測試方法，包括:
[0006]在第一溫度條件下，將靜電放電發生器設置在第一測試條件下對被測集成電路進行第一工作環境下的靜電放電測試，其中，所述第一測試條件為:將所述靜電放電發生器的輸出電壓設置為第一電壓，所述靜電放電發生器的靜電槍頭接觸所述被測集成電路的一個輸入輸出I/o腳，所述被測集成電路的其余I/O腳接地；
[0007]在所述第一工作環境下的靜電放電測試后，檢測所述被測集成電路是否失效；
[0008]若所述被測集成電路未失效，則在第一溫度條件下，將所述靜電放電發生器設置在第二測試條件下對所述被測集成電路進行第二工作環境下的靜電放電測試，其中，所述第二測試條件為:將所述靜電放電發生器的輸出電壓設置為第二電壓，所述靜電放電發生器的靜電槍頭靠近所述被測集成電路的一個I/o腳，所述被測集成電路的其余I/O腳接地，所述第二電壓的絕對值大于所述第一電壓；
[0009]在所述第二工作環境下的靜電放電測試后，檢測所述被測集成電路是否失效；
[0010]若所述被測集成電路未失效，則在第二溫度條件下，將靜電放電發生器分別設置在所述第一測試條件和所述第二測試條件下對被測集成電路進行第三工作環境下的靜電放電測試，其中，所述第二溫度小于所述第一溫度；[0011 ] 在所述第三工作環境下的靜電放電測試后，檢測所述被測集成電路是否失效；
[0012]若所述被測集成電路未失效，則在第三溫度條件下，將靜電放電發生器分別設置在所述第一測試條件和所述第二測試條件下對被測集成電路進行第四工作環境下的靜電放電測試，其中，所述第三溫度大于所述第一溫度；
[0013]檢測所述被測集成電路是否失效；
[0014]若所述被測集成電路未失效，則確定所述被測集成電路的靜電防護性能測試通過。
[0015]在第一種可能的實現方式中，所述第一測試條件還包括，將所述靜電放電發生器的靜電放電次數設置為至少兩次，所述靜電放電發生器的放電電容設置為lOOpf，所述靜電放電發生器的放電電阻設置為1.5ΚΩ。
[0016]結合第一方面或者第一方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，在對所述被測集成電路進行第一工作環境下的靜電放電測試之前，所述方法還包括，
[0017]檢測所述被測集成電路的性能是否合格；
[0018]若所述被測集成電路性能合格，則觸發所述在第一溫度條件下，將靜電放電發生器設置在第一測試條 件下對被測集成電路進行第一工作環境下的靜電放電測試的步驟。
[0019]結合第一方面的第二種可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，所述檢測所述被測集成電路的性能是否合格包括:
[0020]測試所述被測集成電路每個I/O腳在進行靜電防護性能測試前的漏電流和1-V特性曲線；
[0021]若所述靜電防護性能測試前的漏電流和1-V特性曲線在所述集成電路資料手冊給定的參數范圍內，則確定所述被測集成電路的性能合格；
[0022]若所述被測集成電路性能合格，則記錄所述每個I/O腳的所述靜電防護性能測試前的漏電流和1-V特性曲線。
[0023]結合第一方面的第三種可能的實現方式，在第四種可能的實現方式中，所述檢測所述被測集成電路是否失效，包括:
[0024]測試所述被測集成電路每個I/O腳在進行所述第一工作環境下、第二工作環境下、第三工作環境下或第四工作環境下的靜電放電測試后的漏電流和1-V特性曲線；
[0025]將每個I/O腳上的所述靜電放電測試后的漏電流和1-V特性曲線分別與所述靜電防護性能測試前的漏電流和1-V特性曲線進行對比；
[0026]若每個I/O腳上的所述靜電放電測試后的漏電流與所述測試前的漏電流的差值，所述靜電放電測試后的1-V特性曲線與所述測試前的1-V特性曲線的偏移量都在相應的閾值范圍內，則確定所述被測集成電路未失效。
[0027]結合第一方面的第四種可能的實現方式，在第五種可能的實現方式中，所述第一溫度條件為20°C~25°C，所述第二溫度條件為5°C~15°C，所述第三溫度條件為35°C~45。。。
[0028]結合第一方面的第五種可能的實現方式，在第六種可能的實現方式中，所述第一電壓為±2KV,所述第二電壓為±4KV。
[0029]本發明通過模擬各種不同的工作環境，并在該各種不同的工作環境中對IC進行全面的靜電防護性能的測試，從而評估該IC是否在各種不同的工作環境中都滿足相關標準的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1是本發明實施例提供的一種集成電路靜電防護性能的測試方法的流程圖。【具體實施方式】
[0032]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0033]請參考圖1，圖1是本發明實施例提供的一種集成電路靜電防護性能的測試方法的流程圖，如圖1所示，該方法包括:
[0034]101、在第一溫度條件下，將靜電放電發生器設置在第一測試條件下對被測集成電路進行第一工作環境下的靜電放電測試，其中，第一測試條件為:將靜電放電發生器的輸出電壓設置為第一電壓，靜電放電發生器的靜電槍頭接觸被測集成電路的一個I/o腳，被測集成電路的其余I/o腳接地。
[0035]其中，本步驟是在第一工作環境下對被測集成電路進行的靜電放電測試，第一工作環境為:在第一溫度條件下且靜電放電發生器設置在第一測試條件。
[0036]靜電放電發生器用來模擬現實生活中的靜電放電現象，靜電放電發生器包括靜電發生器和靜電槍。靜電發生器的輸出即有正也有負，有的是正負可以轉換，它們的電壓雙極性高精度輸出連續可調，靜電放電發生器可用于絕大多數電氣與電子設備的靜電放電試驗。
[0037]其中，本步驟是接觸式靜電放電測試，靜電放電發生器的靜電槍頭需要接觸被測集成電路的一個I/o腳。
[0038]可選地，第一測試條件還可以包括，將靜電放電發生器的靜電放電次數設置為至少兩次，優選為3次，靜電放電發生器的放電電容設置為lOOpf，靜電放電發生器的放電電阻設置為1.5ΚΩ。
[0039]可選地，本實施例中的第一溫度指常溫條件下，優選為20°C~25°C。第一電壓優先為±2KV，2KV為相關工業標準要求的接觸式靜電放電的耐壓值。由于靜電積累的可能是正的或負的電荷，因此需要對同一 IC做正負兩種極性的靜電放電測試。
[0040]其中，在進行靜電防護測試之前，為了保證試驗的有效性可以先對被測IC進行性能檢查，檢測被測IC的性能是否合格，若被測IC性能合格，則觸發步驟101，可選地，檢測被測IC的性能是否合格的方法可以為:
[0041]測試被測集成電路每個I/o腳在進行靜電防護性能測試前的漏電流和1-V特性曲線.-^4 ，[0042]若靜電防護性能測試前的漏電流和1-V特性曲線在集成電路資料手冊給定的參數范圍內，則確定被測集成電路的性能合格；
[0043]若被測集成電路性能合格，則記錄每個I/O腳的靜電防護性能測試前的漏電流和
1-V特性曲線。
[0044]102、在第一工作環境下的靜電放電測試后，檢測被測集成電路是否失效。
[0045]其中，檢測被測集成電路是否失效的方法可以為:
[0046]測試被測集成電路每個I/O腳在進行第一工作環境下的靜電放電測試后的漏電流和1-V特性曲線；
[0047]將每個I/O腳上的靜電放電測試后的漏電流和1-V特性曲線分別與靜電防護性能測試前的漏電流和1-V特性曲線進行對比；
[0048]若每個I/O腳上的靜電放電測試后的漏電流與測試前的漏電流的差值，靜電放電測試后的1-V特性曲線與測試前的1-V特性曲線的偏移量都在相應的閾值范圍內，則確定該被測集成電路未失效。
[0049]例如，當靜電放電測試后的漏電流與測試前的漏電流的差值小于luA，靜電放電測試后的1-V特性曲線與測試前的1-V特性曲線的偏移量小于30%則可確定該被測集成電路未失效。
[0050]在進行第一工 作環境下的靜電放電測試后檢測被測集成電路是否失效是為了保證后續測試的有效性，如果被測IC在第一工作環境下的靜電放電測試后失效則沒有必要再進行后續的測試，而應該進行設計優化或更改。
[0051]103、若被測集成電路未失效，則在第一溫度條件下，將靜電放電發生器設置在第二測試條件下對被測集成電路進行第二工作環境下的放電測試，其中，第二測試條件為:將靜電放電發生器的輸出電壓設置為第二電壓，靜電放電發生器的靜電槍頭靠近被測集成電路的一個I/o腳，被測集成電路的其余I/O腳接地，第二電壓的絕對值大于所述第一電壓。
[0052]其中，本步驟是在第二工作環境下對被測集成電路進行的靜電放電測試，第二工作環境為:在第一溫度條件下且靜電放電發生器設置在第二測試條件。
[0053]其中，本步驟是非接觸式靜電放電測試，靜電放電發生器的靜電槍頭需要靠近被測集成電路的一個I/o腳。
[0054]可選地，第二測試條件還可以包括，將靜電放電發生器的靜電放電次數設置為至少兩次，優選為3次，靜電放電發生器的放電電容設置為lOOpf，靜電放電發生器的放電電阻設置為1.5ΚΩ。
[0055]可選地，本實施例中第二電壓優先為±4KV，4KV為相關工業標準要求的非接觸式靜電放電的耐壓值。由于靜電積累的可能是正的或負的電荷，因此需要對同一 IC做正負兩種極性的靜電放電測試。
[0056]104、在第二工作環境下的靜電放電測試后，檢測被測集成電路是否失效。
[0057]檢測被測集成電路在進行第二工作環境下的放電測試后是否失效的具體方法參考上述步驟102，這里不再贅述。
[0058]105、若被測集成電路未失效，則在第二溫度條件下將靜電放電發生器分別設置在第一測試條件和第二測試條件下對被測集成電路進行第三工作環境下的放電測試，其中，
第二溫度小于第一溫度。[0059]其中，本步驟是在第三工作環境下對被測集成電路進行的靜電放電測試，第三工作環境為:在第二溫度條件下且靜電放電發生器設置在第一測試條件或第二測試條件。
[0060]可選地，本實施例中的第二溫度指低溫條件下，優選為5°C?15°C，測試可以在低溫箱中進行。第一測試條件和第二測試條件下對被測集成電路的測試參考上述步驟，這里不再贅述。
[0061]106、在第三工作環境下的靜電放電測試后，檢測被測集成電路是否失效。
[0062]其中，檢測被測集成電路在進行第三工作環境下的放電測試后是否失效的具體方法參考上述步驟102，這里不再贅述。
[0063]優選地，由于溫漂等原因會影響IC的參數，本步驟中檢測被測集成電路是否失效應該在被測IC從低溫箱中取出后，待被測IC的參數恢復穩定后才進行，可以在常溫環境中放置2個小時后再進行檢測。
[0064]107、若被測集成電路未失效，則在第三溫度條件下將靜電放電發生器分別設置在第一測試條件和第二測試條件下對被測集成電路進行第四工作環境下的放電測試，其中，
第三溫度大于第一溫度。
[0065]其中，本步驟是在第四工作環境下對被測集成電路進行的靜電放電測試，第四工作環境為:在第三溫度條件下且靜電放電發生器設置在第一測試條件或第二測試條件。
[0066]可選地，本實施例中的第三溫度指高溫條件下，優選為35°C?45°C，測試可以在高溫箱中進行。第一測試條件和第二測試條件下對被測集成電路的測試參考上述步驟，這里不再贅述。
[0067]108、在第四工作環境下的靜電放電測試后，檢測被測集成電路是否失效。
[0068]其中，檢測被測集成電路在進行第四工作環境下的靜電放電測試后是否失效的具體方法參考上述步驟102，這里不再贅述。
[0069]優選地，由于溫漂等原因會影響IC的參數，本步驟中檢測被測集成電路是否失效應該在被測IC從高溫箱中取出后，待被測IC的參數恢復穩定后才進行，可以在常溫環境中放置2個小時后再進行檢測。
[0070]109、若被測集成電路未失效，則確定被測集成電路的靜電防護性能測試通過。
[0071]其中，上述步驟中第一工作環境至第四工作環境下的靜電放電測試順序可以更改，并不是嚴格限定為本實施例中的順序。
[0072]本實施例通過模擬各種不同的工作環境，并在該各種不同的工作環境中對IC進行全面的靜電防護性能的測試，從而評估該IC是否在各種不同的工作環境中都滿足相關標準的要求。本實施例還能夠準確檢測出被測IC在哪里工作環境中靜電防護性能不合格，從而有針對性的進行改進。
[0073]以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。
【權利要求】
1.一種集成電路靜電防護性能的測試方法，其特征在于，包括: 在第一溫度條件下，將靜電放電發生器設置在第一測試條件下對被測集成電路進行第一工作環境下的靜電放電測試，其中，所述第一測試條件為:將所述靜電放電發生器的輸出電壓設置為第一電壓，所述靜電放電發生器的靜電槍頭接觸所述被測集成電路的一個輸入輸出I/O腳，所述被測集成電路的其余I/O腳接地； 在所述第一工作環境下的靜電放電測試后，檢測所述被測集成電路是否失效； 若所述被測集成電路未失效，則在第一溫度條件下，將所述靜電放電發生器設置在第二測試條件下對所述被測集成電路進行第二工作環境下的靜電放電測試，其中，所述第二測試條件為:將所述靜電放電發生器的輸出電壓設置為第二電壓，所述第二電壓的絕對值大于所述第一電壓，所述靜電放電發生器的靜電槍頭靠近所述被測集成電路的一個I/o腳，所述被測集成電路的其余I/o腳接地； 在所述第二工作環境下的靜電放電測試后，檢測所述被測集成電路是否失效； 若所述被測集成電路未失效，則在第二溫度條件下，將靜電放電發生器分別設置在所述第一測試條件和所述第二測試條件下對被測集成電路進行第三工作環境下的靜電放電測試，其中，所述第二溫度小于所述第一溫度； 在所述第三工作環境下的靜電放電測試后，檢測所述被測集成電路是否失效； 若所述被測集成電路未失效，則在第三溫度條件下，將靜電放電發生器分別設置在所述第一測試條件和所述第二測試條件下對被測集成電路進行第四工作環境下的靜電放電測試，其中，所述 第三溫度大于所述第一溫度； 在所述第四工作環境下的靜電放電測試后，檢測所述被測集成電路是否失效； 若所述被測集成電路未失效，則確定所述被測集成電路的靜電防護性能測試通過。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于， 所述第一測試條件還包括，將所述靜電放電發生器的靜電放電次數設置為至少兩次，所述靜電放電發生器的放電電容設置為lOOpf，所述靜電放電發生器的放電電阻設置為1.5ΚΩ ； 所述第二測試條件還包括，將所述靜電放電發生器的靜電放電次數設置為至少兩次，所述靜電放電發生器的放電電容設置為lOOpf，所述靜電放電發生器的放電電阻設置為1.5ΚΩ。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在對所述被測集成電路進行第一工作環境下的靜電放電測試之前，所述方法還包括， 檢測所述被測集成電路的性能是否合格； 若所述被測集成電路性能合格，則觸發所述在第一溫度條件下，將靜電放電發生器設置在第一測試條件下對被測集成電路進行第一工作環境下的靜電放電測試的步驟。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述檢測所述被測集成電路的性能是否合格包括: 測試所述被測集成電路每個I/o腳在進行靜電防護性能測試前的漏電流和1-V特性曲線.若所述靜電防護性能測試前的漏電流和1-V特性曲線在所述集成電路資料手冊給定的參數范圍內，則確定所述被測集成電路的性能合格；若所述被測集成電路性能合格，則記錄所述每個I/o腳的所述靜電防護性能測試前的漏電流和1-V特性曲線。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述檢測所述被測集成電路是否失效，包括: 測試所述被測集成電路每個I/o腳在進行所述第一工作環境下、第二工作環境下、第三工作環境下或第四工作環境下的靜電放電測試后的漏電流和1-V特性曲線； 將每個I/O腳上的所述靜電放電測試后的漏電流和1-V特性曲線分別與所述靜電防護性能測試前的漏電流和1-V特性曲線進行對比； 若每個I/o腳上的所述靜電放電測試后的漏電流與所述測試前的漏電流的差值，所述靜電放電測試后的1-V特性曲線與所述測試前的1-V特性曲線的偏移量都在相應的閾值范圍內，則確定所述被測集成電路未失效。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一溫度條件為20°C~25°C，所述第二溫度條件為5°C~15 °C，所述第三溫度條件為35°C~45 °C。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一電壓為±2KV，所述第二電壓為±4KV。
【文檔編號】G01R31/28GK104020407SQ201310066664
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年3月1日 優先權日:2013年3月1日
【發明者】周明杰, 王永清 申請人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
