张学涛
身份证号码：23233019790712**** 天津市 300384
摘要：随着半导体集成电路生产规模越来越大，过程控制变的非常重要．作为工艺过程监控的PCM系统的自动化程度越来越高，但是在测试中仍然有很多的细节问题需要重视，否则就会得出谬误的数据，误导工艺人员，造成不必要的产品报废．文中通过对PCM测试中一些具体问题的分析，探索研究测试中一些容易忽略的细节。
关键词：半导体芯片；PCM测试技术；应用；
前言：半导体芯片的测试是生产的一个重要环节，测试是对半导体产品质量进行控制的重要手段，每个芯片都有自己的数据，在测试过程中或是在测试结束时，产生并以各种数据文件的形式保存到计算机上，而后需要收集、发送到指定的地方，用来进行备份保存、数据分析等。
一、 PCM测试设备的结构
半导体芯片制造中的PCM设备，按作用来说可以分为两类，用于集成电路产品测试和用于器件产品测试不同的测试系统其结构可能会有不同，但是基本上每个测试系统都含有以下3部分：电脑、测试机、探针台，电脑通过PCI接口卡和测试机进行通讯，PCI接口卡通过专用电路将PCI总线数据转换成测试机数据总线和地址总线，并通过接口卡控制测试机的电源。PCM测试系统通过GPIB接口卡对探针台进行控制，通过调用GPIB卡的驱动函数，可以对探针台发出各种命令，监测探针台的状态、设置探针台的工作模式以及控制探针台的动作，这样可以对圆片上的任意测试点进行快速定位，并可以对探针台的返回数据进行采集。
二、半导体芯片PCM测试技术的应用
1.半导体芯片测试的要求。要求网络系统具有一定的稳定性，这与对文件系统的要求一样，应用程序的共享和数据文件的实时或周期性传输都是基于稳定的网络状态，不够好的网络状态会导致数据文件的丢失，严重时则会导致生产线停止作业，而对于高成本的半导体行业来说，时间也是昂贵的成本。由于企业规模和操作方式不同，数据分享和传输也会有所不同，但是万变不离其宗，基于企业数据文件系统看重的是数据管理的可靠、稳定、安全和高效。总之，在半导体芯片测试的过程中，优异可靠的计算机系统性能会以稳定的数据文件系统和高效可靠的数据传输系统节省传输时间，避免任何原因引起的应用程序运行错误和数据文件传输错误。
2.交流电源存在有很多的噪声，这些剩余的噪声会对测量结果产生影响，这也是造成测量不准确的关键因素之一。预防措施：可以采用平均读数的方法，将交流噪声消除。同步测量的原理是：当开始测量时，测试机的采样周期是50郎，在一个交流电周期20ms(使用的交流电的频率是50Hz)内，采样400次，然后将这400个值进行平均，取平均值作为最后的测量结果．表2中是在10Mf2电阻两端加100mV的电压，循环测量10次电路中的电流值，不用同步测量和用同步测量所得值的比较，半导体芯片测试生产线通常是很多台测试机并行工作产生数据文件，工作站会根据应用程序的要求随时访问网络资源或者存储资源，也可能是多用户同时对共享资源进行访问，于是会需要文件服务器。文件服务器是用来在企业局域网中让所有用户都可以访问的文件存储设备，它不仅要存储数据文件还要在用户请求和改变文件时管理这些文件并保持这些文件的顺序。文件服务器需要处理多用户发出的请求，这些请求也可能会同时到达；文件服务器包括处理器和控制软件以及用于存储文件的磁盘。对于芯片测试生产来说，可以根据企业的具体需求集散数据文件、保存日志文件或备份文件等。
文件服务器常常是一台专门用来管理共享文件的、有大硬盘的计算机，它通过专有的应用程序，多台工作站的使用就意味着多台工作站的安装、配置，如果有上百台的计算机，就不仅有大量的重复工作，而且从整体来讲会浪费很多空间，是对企业人资源和物质资源的浪费；此外，各种应用程序的编写和维护也都会越来越复杂。这样做会有助于以有组织、有效率的方式共享应用程序，使应用程序更容易管理和维护。芯片测试中使用的共享应用程序可能需要升级或是打补丁等，如果是安装在每一工作站上，那么即便一个小小的改动也需要在每一工作站上操作一次，这样不仅是精力的浪费，也是不容易管理、容易出现错误的。
3.数据文件的存放。在芯片测试过程中或测试结束后，测试结果会以文件的形式保存到计算机中，不同的企业可能会开发不同构成的文件，但目的都是要记录产品信息、测试项目和结果的信息，以便分析。测试是通过专有的测试机完成的，数据文件保存在相应的工作站里。半导体芯片测试产生的数据文件需要一定的保存期限，既便于工程师在必要时查看数据，又不会让存储设备被越来越多的数据文件占满。存储没备具有数据移动和强大的备份、恢复功能，可实现简化管理和高级保护的集成功能，能够经济、高效地满足企业对管理保护和存储文件等方面越来越苛刻的要求。有时企业也可以选用磁盘阵列，即把多个磁盘组成一个阵列，当作单一磁盘使用，它将数据以分段的方式存储在不同的磁盘中，存取数据时，阵列中的相关磁盘一起动作，减少数据的存取时间，同时有更佳的空问利用率。
4.测试时，需要综合考虑测试的速度和精度，而这两者往往呈现负相关．必须对两者折衷考虑，实现相对优化测试。在测试中，测试的速度越快越好，测量值越准确越好，关键是对于测试需求来说，这两点哪一点更重要。下面分析一下与测试速度和精度有关的几个因素初始延迟：对于单步来说，表示从所输出的电压(电流)达到所期望的值到开始测试之间的时间，对于多步测试来说，它只是用来表示第一个步。时间延迟：多步测试，用初始延迟来表示达到第一个步(step)值到开始测量之间的时间，用时间延迟来表示后面的步值到开始测量之间的时间，选择不同的初始延迟值不仅会影响测试的时一般的方法是可以从开始增加初始延迟，～直到可以获得需要的精度为止。用同步测量可以减小交流噪声对测试结果的影响，可以获得更为准确的测量值，但是这无形之中就会增加了测试时间。对于测试设备来说，输出电压达到稳定的时间远比输出电流达到稳定的时间要所以为了提高测试速度，尽量应该选择FORCE V，而不是除了输出电压比输出电流达到稳定的时间短以外，输出大电流达到稳定的时间，比输出小电流达到稳定的时间也要短．输出lOnA电流达到100mv的稳定时间大约为15ms，而同样是达到100mV，输出lOOnA的电流的稳定时间大概只有6～7ms．(1)对NPN管测正向压降时，是在B极加一个很大的正向电流，自由电子到达集电结，此时再测试漏电流时，加电压的时间是很短的，自由电子还没来得及恢复，就为反向电流提供电荷来源，形成了较大的漏电流。而对于横向PNP管，发射极的浓度没有NPN管那么浓，而且基区的宽度较大，所以载流子在基区时已经复合，所以再测试漏电流时数值变得很小。测试Beta、饱和压降时，同上面的原因。测Beta时集电极的电流很大，有电流就会有功率损耗，这时PN结的温度会上升，而漏电流受温度的影响是很大的，所以Beta后测试的Iceo会比较大。测试耐压时，只是在集电极加一个电流，再测漏电流时会小一点，而且会比较稳定．应该把NPN管的漏电流放在耐压后面测试，这样的数据既稳定，又能测试出其真实的值．对于横向PNP管漏电可以放在正向压降后面测试。
结束语：电子产业的飞速发展对半导体芯片的数量及制造工艺提出了更高的要求，半导体芯片测试数据传输的方法能更好地控制和保证芯片的质量，为企业提供重要的技术参考，从而推动电子科技产业的发展。
参考文献：
[1]李木子．快速测试方案在半导体测试中的应用．半导体技术，2019。32(5)：26—32．
[2]诸玲珍．半导体测试：不可或缺的一环[N]．中国电子报，2020-11-05(2)．1-31(日)JULIAN SERDA M Q．半导体制遣技术(中文版)I-M3．北京：电子工业出版社，2019：126—130．