高温反偏实时监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种高温反偏实时监控系统，包括主控中心、系统电源、若干监测单元和若干老化板，监测单元包括数控高压电路和测试监控电路，数控高压电路和测试监控电路均分别与主控中心和老化板相连；数控高压电路接收主控中心发送的反偏电压信息，老化板加载数控高压电路输出的反偏电源，老化板实时输出每个半导体器件的反偏漏电流到测试监控电路中，测试监控电路输出反偏漏电流数据信息，主控中心接收并存储反偏漏电流数据信息。本实用新型专利技术既能满足半导体器件应用厂家对半导体器件进行的老化筛选试验，又能满足半导体器件设计生产厂家对半导体器件进行大量老化分析试验。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体器件老化测试
，尤其涉及一种高温反偏实时监控系统。
技术介绍
随着微电子技术突飞猛进的发展，半导体器件已经广泛应用到航天、军用、工业、汽车和民用领域等，为了保证半导体器件在应用过程中的稳定性，半导体器件应用厂家或半导体器件设计生产厂家均会对半导体器件进行老化筛选试验。目前，半导体器件老化筛选试验一般针对批量的半导体器件进行，在进行高温反偏试验时，首先将批量半导体器件分别焊接在多个老化板上，并在老化板上加载反偏电源，然后将焊接有半导体器件的老化板放入高温烘箱中进行老化试验，同时记录老化开始时间和老化结束时间。当老化结束后，逐个检测从老化板上分离出的半导体器件，通过检测结果判断半导体器件的性能，筛选出无异常的半导体器件。采用上述检测过程，虽然能筛选出性能优良的半导体器件，但是无法实时监控半导体器件的整个老化过程，使个别半导体器件在老化过程中因反偏漏电流过大等因素造成损伤或损坏，同时，亦无法知晓半导体器件在老化过程中的反偏漏电流变化，不利于半导体器件的老化数据分析。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有老化筛选方式不利于半导体器件性能分析的问题，提供了一种在老化筛选过程中能实时监控及存储半导体器件反偏漏电流的高温反偏实时监控系统。为解决上述问题，本技术的技术方案是:一种高温反偏实时监控系统，所述监控系统包括主控中心、系统电源、用于提供反偏电源及实时监测半导体器件反偏漏电流的若干监测单元和安装在高温烘箱内用于连接半导体器件的若干老化板，单个监测单元用于监测其中一块老化板中的半导体器件，主控中心和监测单元均由系统电源供电；所述监测单元包括用于提供反偏电源的数控高压电路和用于实时传递及存储老化板中各半导体器件反偏漏电流的测试监控电路，数控高压电路和测试监控电路均分别与主控中心和老化板相连；数控高压电路接收主控中心发送的反偏电压信息,老化板加载数控高压电路输出的反偏电源，老化板输出每个半导体器件的反偏漏电流到测试监控电路中，测试监控电路实时处理反偏漏电流并输出反偏漏电流数据信息，主控中心接收并存储反偏漏电流数据信息。其中，主控中心用于发送控制信息、实现数据通讯及存储，是整个监控系统的控制中心。老化板具有多个安装工位，安装工位用于连接半导体器件，老化板上设有反偏电源加载端和各半导体器件的反偏漏电流输出端，反偏电源加载端用于加载反偏电源到各个半导体器件上，每一个半导体器件的安装工位上均设有反偏漏电流输出端，该反偏漏电流输出端用于输出半导体器件的反偏漏电流。与老化板上的工位相对应的，测试监控电路上设有多路反偏漏电流输入端，多路反偏漏电流输入端用于分别对应连接其中一个半导体器件的反偏漏电流输出端，使每个半导体器件在测试过程中均能通过测试监控电路实现实时监控。高温反偏实时监控系统在进行高温反偏试验时，多块老化板上已连接有若干待测试半导体器件，多块老化板对应需要多个监测单元进行实时监控，主控中心、数控高压电路和测试监控电路由系统电源供电。监控系统首先由主控中心通过控制端发送反偏电压信息到数控高压电路的电压输出控制端，由数控高压电路处理并通过反偏电源电压输出端输出系统设定的反偏电源到各老化板的反偏电源加载端上，使连接在老化板上的所有半导体器件加载反偏电源。在半导体器件的高温反偏测试过程中，各老化板中所有半导体器件的反偏漏电流输出端输出反偏漏电流到测试监控电路的多路反偏漏电流输入端中，测试监控电路对所有半导体器件的反偏漏电流数据信息进行处理并通过监测数据输出端输出到主控中心的数据输入端中存储和分析。相比较于现有技术，本技术的高温反偏实时监控系统在整个测试过程中通过测试监控电路实时监测每块老化板上所有半导体器件的反偏漏电流，并在主控中心实现反偏漏电流数据信息的存储，检测数据信息能准确的反映出反偏漏电流的变化，有利于半导体器件的精细化分析。本技术既能满足半导体器件应用厂家对半导体器件进行大量的老化筛选试验，又能满足半导体器件设计生产厂家对半导体器件进行大量老化分析试验。优选地，所述测试监控电路包括用于处理及传递老化板中各半导体器件反偏漏电流的多个反偏漏电流监测子电路、模数转换子电路和用于存储反偏漏电流数据信息的微处理器，反偏漏电流监测子电路接收并处理老化板输出的反偏漏电流，反偏漏电流监测子电路输出处理后的模拟电压信号到模数转换子电路中进行模数转换，模数转换子电路输出反偏漏电流数据到微处理器中存储。优选地，所述测试监控电路还包括用于处理及传递老化板中半导体器件反偏电压的反偏电压监测子电路，反偏电压监测子电路接收并处理老化板输出的反偏电压，反偏电压监测子电路输出处理后的模拟电压信号到模数转换子电路中进行模数转换，模数转换子电路输出反偏漏电流数据到微处理器中存储。各半导体器件反偏电压的实时检测，使半导体器件的数据信息分析更全面、细致，进一步确保了数据信息的准确性。优选地，所述测试监控电路还设有用于监测反偏漏电流是否处于阈值范围内的多个反偏漏电流异常判断子电路、记录有老化板中半导体器件工位数据的CPLD可编程逻辑器件和用于切断异常工位反偏电压的反偏漏电流保护子电路，反偏漏电流异常判断子电路接收微处理器输出的电流阈值，反偏漏电流异常判断子电路接收并与阈值比较老化板实时输出的反偏漏电流，反偏漏电流异常判断子电路输出异常信息到CPLD可编程逻辑器件中处理，CPLD可编程逻辑器件发送异常工位信息到微处理中器存储，同时微处理器输出启动信号给反偏漏电流保护子电路，反偏漏电流保护子电路切断异常工位器件的反偏漏电流回路。反偏漏电流异常判断子电路设有初始电流阈值，并实时通过与半导体器件反偏漏电流大小的比较，判断出某个半导体器件为异常器件，同时将该异常信息输出给CPLD可编程逻辑器件。CPLD可编程逻辑器件检测到异常信号并确定该异常器件的对应异常工位信息，然后向微处理器传送异常工位信息，微处理器保存该异常工位信息，同时启动反偏漏电流保护子电路切断异常器件的反偏电源，对该异常器件的进行保护。该异常检测功能的设定，使半导体器件在出现异常征兆时能及时被切断电压，避免了老化筛选过程中损伤和损坏。优选地，所述测试监控电路还包括用于监测每块老化板温度的温度监测子电路，温度监测子电路包括安装在每一块老化板中间的温度传感器，温度监测子电路输出处理后的温度模拟电压信号到模数转换子电路中进行模数转换，模数转换子电路输出转换后的温度数据到微处理器中存储。温度传感器设置在每一块老化板的中间部位，能实时准确的测量出高温烘箱内各个老化板的实时老化温度，避免了现有技术中因散热不均衡等因素引起的测量误差。优选地，所述主控中心与测试监控电路和数控高压电路之间的连接线均为差分信号传输总线，微处理器与主控中心之间连接有通讯隔离电路。优选地，所述数控高压电路包括第二微处理器、数模转换子电路、功率放大子电路和电压钳位子电路，第二微处理器接收主控中心发送的反偏电压信息，并传送该信息到数模转换子电路进行数模转换，数模转换子电路输出模拟电压值到功率放大子电路中，老化板加载功率放大子电路输出的反偏电源，电压钳位子电路接收并处理第二微处理器输出的数字电压信息，电压钳位子电路输出处理后的电压值到功率放大子电路。数控高压电路稳定的输出反偏电源，同时电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温反偏实时监控系统，其特征在于，所述监控系统包括主控中心、系统电源、用于提供反偏电源及实时监测半导体器件反偏漏电流的若干监测单元和安装在高温烘箱内用于连接半导体器件的若干老化板，单个监测单元用于监测其中一块老化板中的半导体器件，主控中心和监测单元均由系统电源供电；所述监测单元包括用于提供反偏电源的数控高压电路和用于实时传递及存储老化板中各半导体器件反偏漏电流的测试监控电路，数控高压电路和测试监控电路均分别与主控中心和老化板相连；数控高压电路接收主控中心发送的反偏电压信息，老化板加载数控高压电路输出的反偏电源，老化板输出每个半导体器件的反偏漏电流到测试监控电路中，测试监控电路实时处理反偏漏电流并输出反偏漏电流数据信息，主控中心接收并存储反偏漏电流数据信息。

【技术特征摘要】
1.一种高温反偏实时监控系统，其特征在于，所述监控系统包括主控中心、系统电源、用于提供反偏电源及实时监测半导体器件反偏漏电流的若干监测单元和安装在高温烘箱内用于连接半导体器件的若干老化板，单个监测单元用于监测其中一块老化板中的半导体器件，主控中心和监测单元均由系统电源供电； 所述监测单元包括用于提供反偏电源的数控高压电路和用于实时传递及存储老化板中各半导体器件反偏漏电流的测试监控电路，数控高压电路和测试监控电路均分别与主控中心和老化板相连；数控高压电路接收主控中心发送的反偏电压信息，老化板加载数控高压电路输出的反偏电源，老化板输出每个半导体器件的反偏漏电流到测试监控电路中，测试监控电路实时处理反偏漏电流并输出反偏漏电流数据信息，主控中心接收并存储反偏漏电流数据信息。2.根据权利要求1所述的高温反偏实时监控系统，其特征在于，所述测试监控电路包括用于处理及传递老化板中各半导体器件反偏漏电流的多个反偏漏电流监测子电路、模数转换子电路和用于存储反偏漏电流数据信息的微处理器，反偏漏电流监测子电路接收并处理老化板输出的反偏漏电流，反偏漏电流监测子电路输出处理后的模拟电压信号到模数转换子电路中进行模数转换，模数转换子电路输出反偏漏电流数据到微处理器中存储。3.根据权利要求2所述的高温反偏实时监控系统，其特征在于，所述测试监控电路还包括用于处理及传递老化板中半导体器件反偏电压的反偏电压监测子电路，反偏电压监测子电路接收并处理老化板输出的反偏电压，反偏电压监测子电路输出处理后的模拟电压信号到模数转换子电路中进行模数转换，模数转换子电路输出反偏漏电流数据到微处理器中存储。4.根据权利要求2所述的高温反偏实时监控系统，其特征在于，所述测试监控电路还设有用于监测反偏漏电流是否处于阈值范围内的多个反偏漏电流异常判断子电路、记录有老化板中半导体器件工位数据的CPLD可编程逻辑器件和用于切断异常工位反偏电压的反偏漏电流保护子电路，反偏漏电流异常判断子电路接收微处理器输出的电流阈值，反偏漏电...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴欢欢，符强，魏建中，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：