高科技牛了，大功率晶圓測試被搞定了！
文章導讀：當下，高電壓/電流市場是目前半導體應用中增長最快的領域之一。在電動化和可再生能源發展的推動下，新一代電力電子器件也同時在推動MOSFET和IGBT的發展，這也帶動了碳化矽(SiC)和氮化镓(GaN)等其它新基質的日益普及。
當下，高電壓/電流市場是目前半導體應用中增長最快的領域之一。在電動化和可再生能源發展的推動下，新一代電力電子器件也同時在推動MOSFET和IGBT的發展，這也帶動了碳化矽(SiC)和氮化镓(GaN)等其它新基質的日益普及。
作為高電子遷移率晶體管（HEMT）之一的氮化镓GaN。與其它基於矽的MOSFET器件相比，它的優勢顯著體現在禁帶寬大、開關切換時間極短、更高的功率密度和擊穿電壓，以及更好的熱導率。如今，它被廣泛應用於電力電子領域，如手機快速充電器、軍用雷達設備、高速軌道交通和5G網絡等。
與GaN一樣，SiC也具備高電壓和高溫的特點，但由於其壓敏電阻特點，在600V或更高電壓上，與GaN相比則有更好的表現。作為第一個成功商業化的寬禁帶半導體SiC，從2018年被應用到特斯拉汽車上以來，混合動力汽車和電動汽車以及充電站便成為了SiC功率半導體市場快速增長的主要動力。
隨著SiC/GaN 器件技術的成熟， 以及其成本的不斷降低，SiC/GaN 器件有望加速滲透。根據 Yole 預測，2023 年 SiC、GaN 電力電子器件的市場規模將分別增長至 14 億和 3.7 億美元，市場滲透率分別達到 3.75%和1%。GaN 射頻器件在 5G 宏基站建設和國防建設的旺盛需求下，疊加 GaN 射頻器件成本下降，需求有望快速放量，根據 Yole 數據預測，2023 年 GaN 射頻器件需求量將達到 194.3 百萬個，19- 23 年 CAGR 達到 85.8%。
在科技迅猛發展的大背景下，電力電子世界一直被視為一個較為保守的領域，SiC和GaN的出現，不僅開啟了電力市場的新篇章，也為晶圓測試行業帶來了新的考驗。如何在滿足大功率測試需求的同時，保持溫度的穩定和準確性，以確保良率，是每個設計工程師都需要考慮的問題。
半導體測試環節最重要的裝備之一就是探針台，在測試過程中，晶圓被輸送到溫度卡盤上，使晶圓上的晶粒依次與探針接觸並逐個測試。經過檢測，探針台將參數不符合要求的芯片記錄下來，在進入後序的工藝流程之前予以剔除。在這個過程中，對測試環境起到決定性作用的便是和晶圓親密接觸的溫度卡盤。
與普通的測試環境相比，除了需要保證寬泛的測試溫度範圍、卡盤溫度的均勻性和穩定性等，高電壓/電流的特殊測試環境也為卡盤的設計增加了更多新的挑戰。例如，在大電流的測試環境下，較大的接觸電阻會加速晶圓溫度升高，如果熱量不能得到及時分散，晶圓就有被損壞的危險，那麽在設計溫度卡盤的時候就必須首先要考慮如何最小化接觸電阻，保證RDS(on)的精準測量。其次還需要確保在高壓環境下低漏電，以避免擊穿的發生。另外，卡盤還需靈活應對一些特殊類型的晶圓, 如薄晶圓、Taiko等。
在高電壓測試和超低噪聲晶圓針測方麵積累了超過15年經驗的ERS electronic，針對高電壓/電流的測試環境，設計了一款可以保證在高達一萬伏的高壓下超低漏電、避免擊穿，並同時兼具寬泛的溫度測試範圍（-55°C到+300°C）的卡盤。它的問世，很好的解決了高電壓/電流的背景下，晶圓測試領域所麵臨的諸多難題。
本文來源：半導體行業觀察
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