【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及芯片測試與老化試驗，尤其涉及一種用于碳化硅mosfet晶圓級老化的多層電路晶圓及其制造方法。
技術介紹
1、碳化硅mosfet芯片已開始逐步替代硅igbt芯片，應用于新能源汽車主電驅中。在主電驅中，碳化硅mosfet芯片通常以裸芯片形式并聯，并封裝成為功率模塊，一顆芯片的失效即導致整個模塊的失效。一方面，主電驅的應用場景對芯片的早期失效率和長期可靠性有著最為嚴苛的要求，另一方面碳化硅mosfet芯片在技術成熟度上還無法完全比擬硅igbt芯片。因此在封裝為功率模塊前，降低碳化硅mosfet芯片失效率是非常重要的環節。
2、碳化硅mosfet裸芯片無法像分立器件那樣經歷完備的測試或老化篩選，開發晶圓級測試和老化篩選技術是極其有必要的。現有的晶圓級老化技術，主要通過精加工技術制作夾具，利用探針卡與碳化硅晶圓表面的電極壓接接觸。雖然該方案是目前的通用方案，但它仍然存在一些短板。例如：（1）探針數量過多，通常超過1000根，成本高昂；（2）試驗過程中需要施加足夠的壓力，確保每一根探針卡和芯片的牢固接觸，在這樣的壓力下，探針卡易于磨損，損壞1~2根則整個探針卡不能使用；（3）試驗后芯片表面會留下探針卡的壓印，影響后續的鍵合或焊接可靠性；（4）若試驗中存在探針壓接不牢固，會導致漏電流集中從少數幾根探針經過，影響探針壽命，也會影響芯片壽命。因此，需要一種簡便可靠的晶圓級老化試驗技術，并且其組件成本低、便于維護或更換維修。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提
2、基于上述目的，本專利技術提供了一種用于碳化硅mosfet晶圓級老化的多層電路晶圓，包括：
3、含有多層電路的晶圓，在所述晶圓的第一同心圓區域內部設置有陣列化的檢測芯片，在第一同心圓以外的圓環區域中設置有外電路接口區域，每個所述檢測芯片內部設置有若干源極接觸凸點和若干柵極接觸凸點，分別用于連接被老化的碳化硅mosfet芯片的源電極和柵電極；
4、每個所述檢測芯片內部均設置有電流檢測電路和模擬開關，所述外電路接口區域設置有所有檢測芯片的公用電源端、公用地端、公用復位端、公用源端、公用柵端，以及每顆檢測芯片的漏極電流檢測輸出端和柵極電流檢測輸出端。
5、優選的，晶圓為硅或碳化硅晶圓或陶瓷基板的厚膜電路，所述晶圓為硅或碳化硅晶圓時，其內部的集成電路通過bcd工藝制作，所述晶圓為陶瓷基板的厚膜電路時，其內部的集成電路通過厚膜電路技術組裝在基板上。
6、優選的，晶圓的直徑為8英寸或12英寸，其中所述晶圓直徑為8英寸時，所述第一同心圓區域的直徑大小為6英寸，所述晶圓直徑為12英寸時，所述第一同心圓區域的直徑大小為8英寸。
7、優選的，晶圓的直徑為8英寸時，用于老化6英寸的碳化硅mosfet晶圓，所述晶圓的直徑為12英寸時，用于老化8英寸的碳化硅mosfet晶圓；
8、所述晶圓內檢測芯片的陣列周期與被老化的碳化硅mosfet芯片的陣列周期相同，所述檢測芯片的源極接觸凸點和柵極接觸凸點分別與被老化的碳化硅mosfet芯片的源電極和柵電極一一對應，實現正面對齊的壓接接觸。
9、優選的，電流檢測電路包括采樣電阻，所述采樣電阻和所述模擬開關串聯在主電路中，所述模擬開關放置于采樣電阻之前，所述采樣電阻兩端的差模電壓輸入至運算放大器，使運算放大器的輸出端即負載電阻的兩端形成一個電壓，該電壓值是主電路漏電流的函數，當負載電阻兩端的電壓vout達到設定閾值時，驅使模擬開關關斷，從而斷開主電路，vout閾值對應的漏極漏電流閾值設置在idss介于100μa~1ma，對應的柵極漏電流閾值設置在igss介于100na~100μa。
10、優選的，模擬開關受負載電阻的端電壓vout控制，vout高于設定閾值時，模擬開關關斷，使對應的碳化硅mosfet芯片停止老化，公用復位端獲得復位信號后，將所述模擬開關轉換至導通狀態。
11、優選的，外電路接口區域中，接口電極位于多層電路晶圓的背面。
12、本專利技術還提供一種上述用于碳化硅mosfet晶圓級老化的多層電路晶圓的制造方法，晶圓為硅或碳化硅晶圓時，制造方法包括以下步驟：
13、s1.利用bcd工藝，在8英寸或12英寸晶圓正面制造陣列化的集成電路單元，包含運算放大器、采樣電阻r_sense_1/2、負載電阻rl_1/2、上拉電阻r1/2、模擬開關switch_1/2，包含與碳化硅芯片連接的source電極、gate電極，包含與外電路連接的源極電極source_pin、柵極電極gate_pin、漏極電流輸出端idss_out、柵極電流輸出端igss_out，包含供電電源電極vcc、接地電極gnd、復位電極reset；
14、s2.在晶圓正面進行二次布線將與碳化硅芯片連接的source電極、gate電極引出至與碳化硅mosfet芯片正面相對的位置，并制作第一凸點電極；
15、s3.在晶圓背面進行二次布線，將外電路接口電極引出至第一同心圓以外的圓環范圍內，并制作第二凸點電極。
16、優選的，凸點電極是焊料凸點電極或銅柱加焊料凸點電極。
17、晶圓為陶瓷基板的厚膜電路時，制造方法包括：
18、利用厚膜技術制造采樣電阻r_sense_1/2、負載電阻rl_1/2、上拉電阻r1/2以及電極，利用焊接技術將運算放大器裸芯片和模擬開關裸芯片封裝在厚膜電路中，利用激光調組的特性，精確控制電阻阻值，提高電流檢測和控制功能的精度。
19、本專利技術的有益效果：
20、本專利技術提供了一種用于碳化硅mosfet晶圓級老化的多層電路晶圓，該晶圓易于安裝使用，安裝時施加的壓力小，對被老化晶圓的保護性好，具體如下：該晶圓包含陣列化的檢測芯片，每個檢測芯片包含與碳化硅mosfet正面相對的源極接觸凸點電極和柵極接觸凸點電極，每個檢測芯片內部含有電流檢測電路和模擬開關。當漏極漏電流或柵極漏電流超過一定閾值時，立刻驅使模擬開關關斷，使主電路斷開，使被老化的芯片避免因漏電流過大而發熱燒毀，也進而避免芯片燒毀造成對周圍芯片的不良影響。在安裝使用時，僅需對多層電路晶圓的背面施加較小的壓力，即可確保每個凸點電極與碳化硅mosfet芯片的良好接觸。當檢測到漏電流超過閾值時，可以在局部電路中立刻關斷主電路，響應快、延時短，提高了對芯片和電路的保護能力。
21、本專利技術提供了一種用于碳化硅mosfet晶圓級老化的多層電路晶圓的制造方法，該多層電路晶圓的制造工藝簡單，電極設置靈活多變，耐受高溫工作，具體如下：利用bcd工藝，在硅或碳化硅晶圓正面制造檢測單元，該檢測單元是一種模擬集成電路，包含電流檢測功能和過流保護關斷功能，通過正面和背面的二次布線（rdl），將各個電極引出到相應位置，并制作凸點電極。作為替代方案，可以基于厚膜電路技術制作多層本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于碳化硅MOSFET晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的用于碳化硅MOSFET晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，所述晶圓為硅或碳化硅晶圓或陶瓷基板的厚膜電路，所述晶圓為硅或碳化硅晶圓時，其內部的集成電路通過BCD工藝制作，所述晶圓為陶瓷基板的厚膜電路時，其內部的集成電路通過厚膜電路技術組裝在基板上。
3.根據權利要求1所述的用于碳化硅MOSFET晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，所述晶圓的直徑為8英寸或12英寸，其中所述晶圓直徑為8英寸時，所述第一同心圓區域的直徑大小為6英寸，所述晶圓直徑為12英寸時，所述第一同心圓區域的直徑大小為8英寸。
4.根據權利要求3所述的用于碳化硅MOSFET晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，所述晶圓的直徑為8英寸時，用于老化6英寸的碳化硅MOSFET晶圓，所述晶圓的直徑為12英寸時，用于老化8英寸的碳化硅MOSFET晶圓；
5.根據權利要求1所述的用于碳化硅MOSFET晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，所述電流檢測電路包括采樣電阻，所述采樣電阻
6.根據權利要求5所述的用于碳化硅MOSFET晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，所述模擬開關受負載電阻的端電壓VOUT控制，VOUT高于設定閾值時，模擬開關關斷，使對應的碳化硅MOSFET芯片停止老化，公用復位端獲得復位信號后，將所述模擬開關轉換至導通狀態。
7.根據權利要求1所述的用于碳化硅MOSFET晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，所述外電路接口區域中，接口電極位于多層電路晶圓的背面。
8.一種如權利要求1-7任意一項所述的用于碳化硅MOSFET晶圓級老化的多層電路晶圓的制造方法，其特征在于，所述晶圓為硅或碳化硅晶圓時，制造方法包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的用于碳化硅MOSFET晶圓級老化的多層電路晶圓的制造方法，其特征在于，凸點電極是焊料凸點電極或銅柱加焊料凸點電極。
10.一種如權利要求1-7任意一項所述的用于碳化硅MOSFET晶圓級老化的多層電路晶圓的制造方法，其特征在于，所述晶圓為陶瓷基板的厚膜電路時，制造方法包括：
...【技術特征摘要】
1.一種用于碳化硅mosfet晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的用于碳化硅mosfet晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，所述晶圓為硅或碳化硅晶圓或陶瓷基板的厚膜電路，所述晶圓為硅或碳化硅晶圓時，其內部的集成電路通過bcd工藝制作，所述晶圓為陶瓷基板的厚膜電路時，其內部的集成電路通過厚膜電路技術組裝在基板上。
3.根據權利要求1所述的用于碳化硅mosfet晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，所述晶圓的直徑為8英寸或12英寸，其中所述晶圓直徑為8英寸時，所述第一同心圓區域的直徑大小為6英寸，所述晶圓直徑為12英寸時，所述第一同心圓區域的直徑大小為8英寸。
4.根據權利要求3所述的用于碳化硅mosfet晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，所述晶圓的直徑為8英寸時，用于老化6英寸的碳化硅mosfet晶圓，所述晶圓的直徑為12英寸時，用于老化8英寸的碳化硅mosfet晶圓；
5.根據權利要求1所述的用于碳化硅mosfet晶圓級老化的多層電路晶圓，其特征在于，所述電流檢測電路包括采樣電阻，所述采樣電阻和所述模擬開關串聯在主電路中，所述模擬開關放置于采樣電阻之前，所述采樣電阻兩端的差模電壓輸入至運算放大器，使運算放大器的輸出端即負載電阻的兩端形成一個電壓，該電壓...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉強，倪煒江，郝志杰，
申請(專利權)人：安徽芯塔電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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