功率微电子芯片的研发与测试
重点开展功率微电子半导体材料，器件和芯片测试方法和可靠性能评估技术的研究，以及先进存储器芯片与人工智能芯片的测试表征与应用验证技术的研究。主要开展的测试服务：
（1）功率微电子芯片电学特性测试
本实验室主打功率微电子材料、器件和芯片的晶圆级电学性能测试，可满足12寸及以下晶圆探针测试平台系统，用于测量半导体材料的载流子浓度、迁移率、电阻率、霍尔系数等重要参数，功率半导体器件的击穿电压，正向电流，导通电阻等重要参数，可覆盖的测试结果有：（1）漏电流测量；（2）脉冲测量；（3）高低温磁场环境特性分析；（4）电容测量；（5）HCI，BTI等失效分析。
阈值电压测试 CV测试
配备的晶圆测试系统如下：
序号 | 设备名称 | 设备型号 | 测试功能和参数 |
1 | 高压功率芯片专用探针台 | TS2000-DP | 6吋卡盘，半自动控制；体视显微镜总体放大倍率200倍；图像分辨率达到1920*1200 ；3kV高压；25A直流，100A脉冲测试能力；加热温度从室温到300℃ |
2 | 功率器件参数测试仪 | Keysight B1505A | 高阻断电压测试（3kV），大电流测试(500A)，IV、CV测试；Qg测试，脉冲测试,可满足封装器件测试。 |
3 | 半自动8英寸探针台 | Cascade summit 12000B-M | 参数：1.8英寸半自动探针台；2.微暗室拥有最低20dB 0.5-3 GHz、小于-170 dBVrms/rtHz（≤50KHz）、小于5mVp-p(≤1GHz)的系统AC噪声、光强衰减大于120dB；3.高低温环境可实现-60°C至300°C的温度变化，均匀性为+/-0.1°C；4.台子可承受的漏电流精度达fA级；可提供自动晶片水平校准，自动器件尺寸测量，自动移动误差补偿，远程控制等自动化功能； |
4 | 半导体参数测试系统 | TEKTRONIX 4200A-SCS | 1.能实现不同频率下的C-V测试，频率范围：不小于1K-10MHz；2，可测量Cp-G, Cp-D, Cs-D, R-jX, Z-theta等参数；3，电压输入：≥600Vrms；电流输入：≥20Arms 4，直流偏置电压范围:≥±30V；5，测试信号电平10mV rms–100mV rms，分辨率1mV； 6，能够扩展SMU，无放大情况下能达到：最大电压≥210V，最小电流分辨率≤50fa 7，提供标准半导体器件参数测试库、纳米器件参数测试库、WLR可靠性参数测试库、半导体CV参数分析库 |
5 | 变温器件电学特性测试系统 | LakeShore CRX-VF | 1.3个直流探针臂（直流到50MHz射频测量）；2个微波臂（〉40GHz射频测量）；探针臂漏电流小于100fA；2.变温系统指标（1） 温度范围：10-500K （2） 采用闭循环制冷机制冷，不消耗液氮或液氦；3.磁场系统指标：（1）±2.5T@〈10K，±2T@10-400K，±1T@400-500K （2）磁场 均匀性：1%@10mm直径；1.5%@25mm直径 |
6 | 示波器 | MSO54 | ADC位数：≥12bit，模拟带宽：2GHz，四通道采样率：≥6.25GS/s，数字通道数：32路，每通道存储深度：≥62.5M |
7 | 大电流电源 | it6015B-80-510 | 输出电流范围：0~1000A |
8 | 高压电源 | PS375 | 输出电压范围：0~10kV |
（2）功率微电子芯片可靠性测试
本实验室对各种功率器件及功率芯片的耐久性进行了系统的测试评估，包含结温测量；瞬态热阻评估；结构函数；安全工作区；功率循环老化测试；浪涌电流；短路电流；雪崩耐量；抗静电能力；耐高温测试。配备的相关设备如下表所示：
短路耐量测试 功率循环试验
1 | 功率半导体短路测试台 | 易恩END2050 | 参数：最大短路电流范围 50～500A ；VCC 电压 100 V～1000V ；脉宽1us～100us ；门极驱动电压-20V~+20V |
2 | 雪崩耐量测试台 | 易恩ENX2020 | 参数：雪崩电压：50～2500V±3%±5V 雪崩电流：0.1～100A；0.1～1A±3%±0.01A；1 ～10A±3%±0.1A；10～100A±3%±1A 雪崩能量：1mJ～10J 试验电感(L)：1mH、2mH 、4mH、8mH、16 mH、32mH、64mH；通过组合可实现 1mH～100mH 任意电感量，分辨率1mH |
3 | 浪涌测试系统 | 易恩ENL3010 | 参数：浪涌电流测试范围：20A~1500A，连续可调； 浪涌电流根据精度要求分为两档： 20A ～100A 时， 显示分辨率 0.1A 精度±5%；100A～1500A 时，显示分辨率 1A 精 度±5%； 浪涌电流波形：近似正弦波； 浪涌电流底宽：8.3ms 及 10ms 两档选择； 测试频率：1~99 次 反向电压测试范围：200～3000V； 反向电压显示分辨率 10V，精度±5%； 反向电压频率：50Hz 正弦半波； |
4 | ESD测试仪 | ES620-50 | 提供最大ESD脉冲: （1）Max TLP pulse output voltage (Open load): ± 2kV以及Max TLP （2）Max TLP pulse output current (Open load) : ± 40A （3）Max. ±38A HMM broad peak output current （4）脉宽可调pulse width of 1, 2.5, 10, and 100ns （5）上升时间可调 rise time 0.1, 0.6, 1 and 10ns 可以连接实验室现有示波器Lecroy 640 Zi 提供直流偏置测量单元 |
5 | 热阻与功率循环测试系统 | Mentor PWT1500A | 支持JEDEC/MIL-STD/IEC三大主流测试标准。热阻测试范围：0.01℃/W--200℃/W,结温分别率：0.01℃，功率循环模式：恒定结温差，恒定壳温差，恒定功率差，恒定电流等模式。 |
6 | 高低温循环试验箱 | 庄联ZL-600 | 参数：加热温度范围室温~1000℃ |
（3）功率微电子芯片失效表征
主要用于半导体、元器件的缺陷定位探测；对电路板级的芯片进行失效定性分析；探测芯片真实温度分布；芯片粘结评估；缺陷深度分析,主要配套设备及指标如下表所示:
超声扫描显像 SiC器件热缺陷定位
序号 | 设备名称 | 设备型号 | 测试功能和参数 |
1 | 超声扫描显微镜 | 和伍S100E-H | 扫描范围314x314mm，扫描精度达± 0.5 微米； 图像分辨率： 4 百万（2048 x 2048）物理像素；3 维虚拟立体成像；反射扫描模式和穿透式扫描模式可选； 对样品进行逐层切片分析。 |
2 | 热发射显微镜 | ICS-1000PEM | 检测到1mK(0.001°C)以下的热点；检测到消耗低于100μW 的短路及漏电缺陷，微安级漏电，低阻抗短路，ES击伤，闩锁效应点，金属层底部短路，而电容的漏电和短路点定位，FPC,PCB,PCBA的漏电，微短路等也能够精确定位。 |