专利名称：一种半导体器件图形化测试方法
技术领域：
本发明属于半导体器件测试技术领域，更为具体地讲，涉及一种半导体器件图形化测试方法。
背景技术：
20世纪50年代晶体管发明，半导体器件测试技术随之产生。时至今日，半导体产业是衡量国家综合实力的重要支柱性产业。在半导体产业链中，测试是唯一贯穿生产和应用全过程的产业。半导体器件需求数量巨大，因此如何在大规模量产的同时保证半导体器件的特性参数是否达标就成为衡量各生产厂商生产实力和生产效益的瓶颈之一。然而半导体器件种类繁多，型号多样，对应的测试指标在几个到几十个不等，甚至同一种型号产品，不同厂家的测试方法也不尽相同。因此针对不同的半导体器件，其测试流程也是不同的，必须对每一种半导体器件编写不同的测试程序。现有技术，采用高级语言如C/C++/C#/Java等对每一种半导体器件编写一套专门的测试程序，虽然这些高级语言功能强大，使用灵活，但在测试技术领域使用中存在不足之处对一种半导体都是用高级语言进行测试程序编写，便捷性差、开发周期长且可维护不
尚ο

发明内容
本发明的目的在于现有技术的不足，提供一种半导体器件图形化测试方法，以提高测试程序开发的便捷性、缩短开发周期，并增强测试程序的可维护性。为实现上述发明目的，本发明一种半导体器件图形化测试方法，其特征在于，包括以下步骤(1)、在上位机中为每种半导体器创建一个测试程序，依据依次需要进行测试的半导体器件测试指标构成的一个图形化的顶层测试流程；O)、为每个测试指标建立一个图形化的子流程，子流程的各个步骤用图形化的编程模块表示，每个编程模块对应有一参数设置界面，通过该参数设置界面设定该编程模块对应操作所需要的参数；编程模块分为测量施加模块、硬件操作模块以及判定功能模块，其中，测量施加模块用于调用测试仪的功能板施加/测量电压或电流，硬件操作模块用于调用测试仪的测试板组成半导体的测试电路，判定模块用于根据判断条件，进行流程的选择；(3)、将依次顶层测试流程下各个子流程中的编程模块的操作和对应所需的参数转换为文本格式，输出测试文本文件；0)、将测试文本文件解释为C源程序对功能板驱动程序进行封装，得到编程模块的测试函数原型，再对测试函数原型进行封装，完成编程模块对应的功能；然后将C源程序编译为ARM可执行文件，通过USB下载到测试仪运行，对半导体器件进行测试。
本发明的发明目的是这样实现的本发明半导体器件图形化测试方法，通过将测试程序分为顶层、测试指标层以及编程模块层，顶层测试流程以测试指标组成，测试指标层由编程模块按照半导体测试步骤构建而成，而编程模块层则对应该步骤的操作及其所需要的参数，测试程序开发时，只需要为每个半导体器件按测试指标，将每个测试指标建立子流程，然后在图形化参数设置界面中，对流程中每一步骤对应的编程模块进行参数设置，完成后，自动生成文本、解释为C源程序并编译为ARM可执行文件，然后通过USB下载到测试仪运行，对半导体器件进行测试。 开发便捷性得到了提高、同时缩短开发周期，并增强测试程序的可维护性。


图1是半导体器件测试的原理框图；图2是本发明半导体器件图形化测试方法的具体流程图；图3是本发明半导体器件图形化测试方法的结构图；图4是本发明半导体器件图形化测试方法中图形化编程模块一具体实例图；图5是编程模块的封装示意图；图6是FIMV电路原理图；图7是判断模块的参数设置界面图；
图8是循环功能流程实例图；图9是选择功能流程实例图；图10是三极管基极与发射极饱和电压测试指标对应的子流程图；图11是流程图解释为C源程序一具体实施方式
流程图；图12是各项测试指标顶层流程图；图13是VCESTA测试原理图；图14是集电极与发射极间饱和电压(VCESTA)流程图；图15是UR构建测试电路示意图；图16是FI_1模块参数设置界面图；图17是FIMV_1模块参数设置界面图；图18是RESET_1模块参数设置界面图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。图1是半导体器件测试的原理框图。本发明半导体器件图形化测试方法依托半导体器件测试仪，采用上位机和测试仪架构，使开发环境和运行环境相互独立，提高了测试的安全性和稳定性。如图1所示，测试仪包括一块核心控制板即CPU板，产生高压激励的高压板、产生低电压激励的低压板、产生电流激励的脉冲电流板等多块功能板以及一块测试板。测试板上放置有待测半导体器件DUT。
核心控制板通过自总线控制各个功能板，对测试板上的待测半导体器件DUT进行测试，并通过USB接口上传测试结果到上位机实现测试数据和测试工程的集中管理。上位机通过USB接口实现对测试仪的控制，上位机部署于预先安装有.Net Frame Wbrk3. 5和SQL server 2000的Windows平台下，完成对待测半导体器件DUT的图形化编程，并自动生成对应的文本文件，然后解释为C源程序并编译为ARM可执行文件，通过USB 下载到测试仪运行，对半导体器件进行测试。图2是本发明半导体器件图形化测试方法的具体流程图。如图2所示，在本实施例中，根据待测半导体器件DUT的类型建立包括各个测试指标的顶层流程图，对每一个测试指标根据需要调用各个编程模块完成一个测试子流程图， 从而完成图形化编程。然后将编程模块依次转换为指定的文本文件，在本实施例中为Xml 文件、解释为C源程序并编译为ARM可执行文件，然后由USB总线下载至测试仪运行，对半导体器件进行测试。其中图形化编程阶段和文本文件一C源程序的实现是本专利创新内容。1、图形化编程的原理与实现1. 1、图形化编程的总体结构对于每一种半导体器件的测试，由几个或几十个不同的测试指标组成一个顶层测试流程，每一个测试指标对应一个子流程，子流程是由一系列的硬件操作、施加激励、测量、 数据处理等编程模块组成。根据以上的设计思想，将整个结构分为2个部分图形界面和函数原型库。函数原型库为整个编程模块的支撑和基础。图3是本发明半导体器件图形化测试方法的结构图；如图3所示，图形化细分为3个层次整体测试层(顶层测试流程)，是构建测试项目时生成的，包含一个由一系列测试指标组成的图形化顶层测试流程。测试指标层(子流程图层)，由编程模块按照一定测试顺序组成的图形化测试子流程图。编程模块层，首先对功能板驱动程序进行封装得到测试函数原型，再对测试函数原型进行封装，完成对应的功能。图4是本发明半导体器件图形化测试方法中图形化编程模块一具体实例图。在本实施例中，如图4所示，提供了如下所示编程模块，具有调用功能板的函数封装模块，以及编程需要的判断、分支，循环等功能。1、编程模块的分类编程模块依据功能划分为 测量施加模块施流测压(FIMV)、施压测压(FVMV)、施流测流(FVMI)、施流测流 (FIMI)、施压(FV)、施流(FI)、测压(MV)； 硬件操作模块复位(RESET)、继电器选择(UR)、脉冲大电流板硬件操作(PIB)、 高压板斜坡电压硬件操作(BVO)、延时(Delay)； 逻辑功能模块判定。2、编程模块的封装
要实现图形化编程，编程模块必须解决以下几个问题。 模块入口参数，包括各种激励施加条件等。 模块出口参数，包括测试结果等信息。 各功能板驱动函数的封装。图5是编程模块的封装示意图。如图5所示图形化编程模块在模块封装上分为2个层次，前台显示和后台的处理。 前台显示主要是一些界面显示和与用户的交互。后台的处理程序则主要是对前台界面的管理和原型函数的调用，对应于图2中的编程模块转换为文本及文本文件转换为C源文件。参数设置界面将各个模块封装成独立的组件，不仅包含了模块的所有属性，还提供了所需的接口。后台处理程序主要接受参数设置界面属性和参数，传递至对应原型函数，实现界面显示程序属性和参数的传递。函数原型是将各功能板驱动函数进行封装得到的函数。封装的过程屏蔽掉了和硬件相关的信息，并实现了电流电压量程的自动选择和转换。3、编程模块的实现3. 1、测量施加模块下面以FIMV(加流测压)模块来说明图形化编程实现的过程。3. 1. 1电路原理分析图6是FIMV的电路原理图。从图6中可以看出，计算机通过USB总线和ARM进行数据传输。ARM通过总线和FPGA进行测试信息的交互，包括输出施加电流值，返回测试电压值等。FIMV的工作工程如下所述首先ARM中的程序运行，FPGA控制启动DA，输出施加的电流，经过一级缓冲，一级功放以及采样电阻施加到被测器件即DUT上。测量电路将测量的模拟电压经过电压跟随器送入AD，进行模数转换后送入FPGA，再通过自定义总线送入 ARM得到测量电压的值。图中取样电阻将电流信号转换为电压信号，反馈回路用于稳住取样电阻两端的电压。钳位电路起到保护电路的作用，当所测得电压超过测量设定的范围时，钳位电路直接反馈作用于功放端，使电压稳定在所设的钳位电压值，从而起到保护电路的作用。3. 1. 2功能板驱动函数封装从图1中可以看到，测试仪有四块功能板，每一块功能板都具有FIMV的功能，但是每块功能板的驱动函数形式都一样，只是都含有各自硬件相关的信息。所以需要对功能板的驱动函数进行封装。功能板的驱动函数的封装步骤如下(1)、根据施加点检索功能板名称、插槽号、通道号、测量线制；(2)、根据板名、施加或箝位电流值和电流单位得到施加或箝位电流值和电流量程；(3)、根据板名、施加或箝位电压值得到施加或箝位电流值和电压量程；(4)、根据板名确定施加延时、测量延时、滤波类型、滤波次数、滤波延时；(5)、根据板名调用功能板驱动。
3. 1. 3实现过程以FIMV模块为例，对待测半导体器件施加显示程序界面中设定的电流，测量对应
电压，并返回测试值的功能。
权利要求
1.一种半导体器件图形化测试方法，其特征在于，包括以下步骤(1)、在上位机中为每种半导体器创建一个测试程序，依据依次需要进行测试的半导体器件测试指标构成的一个图形化的顶层测试流程；O)、为每个测试指标建立一个图形化的子流程，子流程的各个步骤用图形化的编程模块表示，每个编程模块对应有一参数设置界面，通过该参数设置界面设定该编程模块对应操作所需要的参数；编程模块分为测量施加模块、硬件操作模块以及判定功能模块，其中，测量施加模块用于调用测试仪的功能板施加/测量电压或电流，硬件操作模块用于调用测试仪的测试板组成半导体的测试电路，判定模块用于根据判断条件，进行流程的选择；(3)、将依次顶层测试流程下各个子流程中的编程模块的操作和对应所需的参数转换为文本格式，输出测试文本文件；G)、将测试文本文件解释为C源程序对功能板驱动程序进行封装，得到编程模块的测试函数原型，再对测试函数原型进行封装，完成编程模块对应的功能；然后将C源程序编译为ARM可执行文件，通过USB下载到测试仪运行，对半导体器件进行测试。
2.根据权利要求1所述的半导体器件图形化测试方法，其特征在于，所述的编程模块在模块封装上分为2个层次，即前台显示和后台的处理程序；前台显示主要是一些界面显示和与用户的交互，后台的处理程序则主要是对前台界面的管理和原型函数的调用，将编程模块转换为文本及文本文件转换为C源文件；参数设置界面将各个模块封装成独立的组件，不仅包含了模块的所有属性，还提供了所需的接口；后台处理程序主要接受参数设置界面属性和参数，传递至对应原型函数，实现界面显示程序属性和参数的传递；函数原型是将各功能板驱动函数进行封装得到的函数，封装的过程屏蔽掉了和硬件相关的信息，并实现了电流电压量程的自动选择和转换。
3.根据权利要求1所述的半导体器件图形化测试方法，其特征在于，所述的功能板驱动函数的封装步骤如下(1)、根据施加点检索功能板名称、插槽号、通道号、测量线制；(2)、根据板名、施加或箝位电流值和电流单位得到施加或箝位电流值和电流量程；(3)、根据板名、施加或箝位电压值得到施加或箝位电流值和电压量程；(4)、根据板名确定施加延时、测量延时、滤波类型、滤波次数、滤波延时；(5)、根据板名调用功能板驱动。
全文摘要
本发明公开了一种半导体器件图形化测试方法，通过将测试程序分为顶层、测试指标层以及编程模块层，顶层测试流程以测试指标组成，测试指标层由编程模块按照半导体测试步骤构建而成，而编程模块层则对应该步骤的操作及其所需要的参数，测试程序开发时，只需要为每个半导体器件按测试指标，将每个测试指标建立子流程，然后在图形化参数设置界面中，对流程中每一步骤对应的编程模块进行参数设置，完成后，自动生成文本、解释为C源程序并编译为ARM可执行文件，然后通过USB下载到测试仪运行，对半导体器件进行测试。开发便捷性得到了提高、同时缩短开发周期，并增强测试程序的可维护性。
文档编号G01R31/3183GK102520343SQ20111041676
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者古天祥, 崔喜乐, 朱龙飞, 王敏, 罗猛, 詹惠琴, 赵辉, 金鸣 申请人:电子科技大学