Semi-Automatisches Testsystem

• Fachliche Zuordnung: Elektrotechnik und Informationstechnik
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 467419131

Neuartige Bauelemente im More-Moore- und Beyond-CMOS-Bereich leiden unter erheblichen elektrischen Parameterschwankungen. Darüber hinaus können Alterungseffekte während der Lebensdauer das Auftreten von stillen oder latenten Fehlern erhöhen und diese sogar hervorrufen. Die Entwicklung geeigneter Strategien für das Testen von ICs nach der Fertigung und im Feld wird als wesentlich angesehen. Um effiziente Teststrategien vorschlagen zu können, muss eine detaillierte Charakterisierung verschiedener ICs über eine große Anzahl von Circuits-Under-Test (CUT) durchgeführt werden, um relevante statistische Daten zu erfassen. Eine solche Charakterisierung erfordert einen eng kontrollierbaren und zugleich weiten Bereich von Betriebsparametern, wie Spannung und Temperatur. Dazu sollen Siliziumchips in einem Probesystem automatisch charakterisiert werden. Basierend auf den Bauteilmodellen, die sich aus den Charakterisierungsdaten ergeben, sollen Fertigungsteststrategien vorgeschlagen und in Silizium realisiert werden. Diese Strategien sollen sowohl für die kommerzielle Fertigung als auch für Feldtests geeignet sein. Die Abdeckung der Testverfahren soll erneut in einer kontrollierten Umgebung über den gesamten Parameterbereich evaluiert werden. Neben einer guten Kontrolle und der Fähigkeit, eine statistisch relevante Anzahl von CUT zu screenen, bietet das kommerzielle Prüfsystem einen Aufbau, der mit dem kommerziellen Chiptest vergleichbar ist, d.h. er erlaubt die Bewertung des gesamten Testverfahrens.Zur Unterstützung dieser Forschung wird ein halbautomatisches Testsystem eingesetzt. Da die parametrische Charakterisierung und Prüfung im Vordergrund stehen, ist ein breiter Bereich von erzwungenen Temperaturen zwingend erforderlich. Zu diesem Zweck wird eine spezielle Lufttrocknungsanlage benötigt, da die örtlichen Einrichtungen keine für niedrige Temperaturen geeignete Druckluft bereitstellen. Weitere wichtige Eigenschaften sind die Fähigkeit, sowohl typische Full-Scale 300mm-Wafer als auch kleinere Proben zu handhaben. Letztere entstehen durch Nachbearbeitung in lokalen Einrichtungen der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich. Wir werden solche Proben von benachbarten Forschungsgruppen für unsere Charakterisierungs- und Evaluierungsarbeiten erhalten. Zusammen mit dem Prober ist ein Parameter-Analysator für die Charakterisierung einzelner Geräteeigenschaften notwendig. Er ermöglicht auch eine präzise Kontrolle der Spannungen einschließlich der Messung der eingespeisten Ströme. Weiterhin werden Mikrosonden zur Kontaktierung der Bauelemente benötigt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Semi-Automatisches Testsystem
• Gerätegruppe: 2780 Spezielle Meß- und Prüfgeräte für Halbleiter und Röhren (außer 620-659)
• Antragstellende Institution: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Tobias Gemmeke