高性能HBLED的测试技术简介及应用

除了探针仪之外，图7中所介绍的仪器完全包含在底板采用机架式安装的一套机箱中。该系统具有实时并行测试和"线路输出"功能(连接晶圆探针仪的一种线缆接口)，这里采用了一种快速以太网连接。这种系统支持精确、高速和完全并行的多DUT测试，这正是高效HBLED生产所需要的。由于数据通信是通过PCI底板或以太网链路进行的，从而消除了GPIB通信导致的产能下降问题。

该系统的设计支持在探针卡上集成聚光元件，从而可以对晶圆进行并行的光学测试和电气特征分析。测试仪的PCI底板能够容纳多达9块SMU卡，每一块都能够同时对4个HBLED进行电气测试，测试的直流电平最高可达10V电流可达1A。这相当于在一个机箱中紧密集成了36个测试仪。(能够同时接触到的实际器件数取决于管芯的间距和导电pad的排列方式。)另外，每块SMU卡上的四个电流源可以并联起来，以最高4A的电流同时测试9个HBLED。

如果需要，该系统可以通过分光计PCI卡接口实现OSA测量。在这种功能下，常用的测试顺序如下：

1.探针仪将一块晶圆移动到位，使探针下压接触多个独立的HBLED管芯。

2.测试仪对各个管芯同时加载正向电流，采用5种不同的电流值。然后测试仪同时测出各个管芯上的正向电压降。

3.测试仪对各个管芯同时加载反向电压。然后测试仪同时测出每个管芯的漏流。

4.记录数据。

5.探针仪转向晶圆的下一个位置。

6.重复上述步骤1-5直至测试完整个晶圆(或者设定的采样尺寸)。

可以采用直流测量代替某些直接的光学测量。例如，可以采用光电探测器(PD)测量光强度。通过PD的光电流大小与照射在它上面的光的多少成正比。通过将HBLED发出的光定向到PD上并测出相应的漏电流，就可以计算出光强度。采用这种方法测量光强度可以利用高速直流测试仪完成大部分的测试工作。

其它一些仪器问题

上面所讨论的精度、可重复性和测试产能问题是在选择测试设备时要考虑的基本问题。一般认为，速度和精度之间总是存在一定的折衷，但有时候这些变化因素的综合影响很难分析清楚。精度和可重复性应该足够高，以避免良率问题(即通过了坏的元件或者淘汰了好的元件)。因此，测量速度应该是可编程的，以便在产能和良率二者之间进行优化。这可以通过可编程的SMU信号集成周期来实现，通过调节这一周期可以实现最佳的测量间隙和噪声抑制组合。

但是，我们无法获得系统原本就不支持的性能。测试仪在设计时要围绕低噪声、高电流直流电源和分布式系统来考虑，这样才可能实现精确的高速源和测量功能。这种设计应该结合精确的驱动电流控制、快速的稳定时间和高分辨率等因素来实现其功能。

测试仪器的架构和控制方式也对测试产能和其它一些系统性能参数有很大影响。触发式总线能够简化卡之间的硬件同步。机箱控制器PC应该兼容业界标准的测试开发和执行环境。固件应该对系统集成人员屏蔽嵌入式控制器编程的细节，使得他们不必学习新的语言或者程序。

例如，SMU卡的驱动软件应该允许测试工程师在测试仪机箱中合并多种生产测试单元控制功能。这样不但能够降低系统的复杂性，而且能够加快测试程序开发和执行的速度。类似的，测试仪还应该易于和其它测试仪器进行互连，就像这个例子中，一块PCI底板能够兼容各种第三方厂商的卡。

除了提高性能以及使测试系统的操作更加友好之外，这样的特性还有助于缩小系统的总体尺寸，这对于面积紧张的工厂而言是需要考虑的重要因素。此外，在动态的市场环境下，开放式架构和模块化设计还能够使系统快速适应生产线的变化和不断出现的测试需求。所有这些都有利于减少投资、系统集成和操作的费用，从而降低测试成本，提高产品良率。