一种半导体老化测试方法及其系统与流程

本发明涉及半导体测试的，尤其涉及一种半导体老化测试方法及其系统。

背景技术：

1、随着科学技术的发展，半导体存储产品的集成化程度越来越高，制造工艺也越来越复杂，在制造过程中易产生潜伏缺陷，利用老化原理，可以让半导体存储产品在短时间内超负荷工作，进而快速发现半导体存储产品程度潜伏缺陷，避免在早期使用时发生故障。现有技术中，存在针对半导体产品的老化性能测试效果不佳，进而造成半导体产品的状态预测精确度不高的技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中提出的技术缺陷，本发明的目的是提供一种半导体老化测试方法及其系统，解决了老化测试效率低，测试效果不佳，测试数据准确性和可塑性低的问题。

2、本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本申请提供了一种半导体老化测试方法，包括：

4、对半导体器件进行老化测试并采集半导体器件不同时间点的电性能参数；

5、获取老化测试期间的环境参数；

6、将电性能参数及环境参数储存至信息数据库；

7、根据信息数据库中存储的电性能参数及环境参数，制定筛选指标；

8、根据筛选指标遍历所述信息数据库进行特征提取，基于提取出的数据生成筛选信息数据库，并对所述筛选信息数据库进行主要成分分析，以获得半导体器件的老化性能测试参数集合，所述老化性能测试参数集合包括半导体器件运行温度、湿度、电压、电阻及电流；

9、根据半导体器件的基本特征信息预先获取半导体老化度综合评估模型；

10、利用已知的半导体老化历史数据对半导体老化度综合评估模型进行训练与验证；

11、将老化性能测试参数集合导入至验证好的半导体老化度综合评估模型，以评估半导体器件当前的老化状态，获得半导体器件的老化性能综合评估结果；

12、根据评估结果预测半导体器件老化程度，获得半导体器件的综合状态预测结果，并提出保养和维护的建议。

13、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述采集半导体器件不同时间点的电性能参数包括：利用测试探针接触半导体器件的压焊，建立电学连接并进行初始测试，进而采集半导体器件的电性能参数，其中，检测电流部分为测定半导体器件的栅极漏电流；利用环境监测设备获取测试过程的环境参数；

14、使用测试核心板根据控制信息对测试指令进行译码，生成测试向量、时序、波形及输出测试信号。

15、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述特征提取的方法包括：利用机器学习技术捕捉对老化测试过程有影响的重要特征，包括对存储的电性能参数与环境参数进行清洗和预处理，包括去除异常值、处理缺失数据、标准化数据及不相关数据，进而获得半导体器件的老化性能测试参数集合。

16、在第一方面的一种可能的实现方式中，半导体器件的基本特征信息包括电性能信息、功能信息、温度敏感度信息中的任意一种，基于半导体器件的基本特征信息获得半导体老化度综合评估模型，具体包括：获得半导体器件的第一老化度特征信息、第二老化度特征信息及第三老化度特征信息；根据第一老化度特征和第二老化度特征信息结合留出法构建半导体老化度初步评估模型；根据第三老化度特征信息对老化度初步评估模型进行增量学习，获得半导体老化度综合评估模型。

17、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述半导体老化度综合评估模型根据栅极漏电流和环境参数估计半导体器件的老化指数，将老化指数与预设阈值对比，确定所述半导体器件的老化程度。

18、在第一方面的一种可能的实现方式中，使用交叉验证技术将存储的半导体老化历史数据划分为训练集和验证集，训练集用于训练模型，验证集用于评估模型的性能和泛化能力，使用训练集的数据进行模型训练，根据选择的半导体老化模型和算法，在历史数据上进行参数估计和优化，使用验证集的数据评估已训练模型的性能，比较模型的预测结果和实际观测值。

19、在第一方面的一种可能的实现方式中，根据老化性能测试装置对半导体器件的老化性能测试参数集合中的数据信息进行测试，获得半导体器件的老化性能存储结果；将半导体器件的老化性能存储结果输入半导体老化度综合评估模型，获得半导体器件的老化性能综合评估结果；根据半导体器件的老化度综合评估结果和贝叶斯状态预测模型进行预测，获得半导体器件的综合状态预测结果。

20、第二方面，本申请提供了一种半导体老化测试系统，所述系统包括器件测试模块与老化估算模块，其中，所述器件测试模块包括：

21、半导体测试单元，用于测量在多个开关周期内流经外部栅极电阻的总电荷量，根据所述总电荷量计算目标半导体器件的栅极漏电流，所述外部栅极电阻与所述半导体器件的栅极连接；

22、环境测试单元，用于采集检测环境中的温度与湿度；

23、设备驱动单元，用于驱动半导体测试单元与环境测试单元的运行；

24、控制器，用于控制半导体测试单元、环境测试单元及设备驱动单元；

25、所述老化估算模块包括：

26、数据获取单元，用于获取测试得出的数据并进行成分分析；

27、信息存储单元，用于存储获得的半导体信息、评估存储数据；

28、老化估算单元，用于估算半导体产品老化性能参数。

29、上述说明仅是本发明的技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

技术特征：

1.一种半导体老化测试方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种半导体老化测试方法，其特征在于：所述采集半导体器件不同时间点的电性能参数包括：

3.根据权利要求1所述的一种半导体老化测试方法，其特征在于：所述特征提取的方法包括：利用机器学习技术捕捉对老化测试过程有影响的重要特征，包括对存储的电性能参数与环境参数进行清洗和预处理，包括去除异常值、处理缺失数据、标准化数据及不相关数据，进而获得半导体器件的老化性能测试参数集合。

4.根据权利要求1所述的一种半导体老化测试方法，其特征在于：所述半导体器件的基本特征信息包括电性能信息、功能信息、温度敏感度信息中的任意一种，基于半导体器件的基本特征信息获得半导体老化度综合评估模型，具体包括：

5.根据权利要求2所述的一种半导体老化测试方法，其特征在于：所述半导体老化度综合评估模型根据栅极漏电流和环境参数估计半导体器件的老化指数，将老化指数与预设阈值对比，确定所述半导体器件的老化程度。

6.根据权利要求1所述的一种半导体老化测试方法，其特征在于：使用交叉验证技术将存储的半导体老化历史数据划分为训练集和验证集，训练集用于训练模型，验证集用于评估模型的性能和泛化能力，使用训练集的数据进行模型训练，根据选择的半导体老化模型和算法，在历史数据上进行参数估计和优化，使用验证集的数据评估已训练模型的性能，比较模型的预测结果和实际观测值。

7.根据权利要求1所述的一种半导体老化测试方法，其特征在于：

8.一种半导体老化测试系统，其特征在于：所述系统包括器件测试模块与老化估算模块，其中，所述器件测试模块包括：

技术总结本发明公开了一种半导体老化测试方法，包括采集半导体器件不同时间点的电性能参数；获取测试期间的环境参数；将电性能参数及环境参数储存至数据库并制定筛选指标；根据筛选指标遍历半导体器件的信息数据库进行特征提取，获取半导体器件的筛选信息数据库，获得半导体器件的老化性能测试参数集合；预先获取半导体老化度综合评估模型；利用已知的历史数据对半导体老化度综合评估模型进行训练与验证；将验证好的模型应用于真实的测试数据中，预测半导体器件当前的老化程度；根据预测结果评估半导体器件老化程度，并提出保养和维护的建议。本发明通过以上设计，可解决老化测试效率低，测试效果不佳，测试数据准确性和可塑性低的问题。技术研发人员：丘文华,郑汝才,骆奕兴,于振华,陈亮受保护的技术使用者：深圳市金凯博自动化测试有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/16