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Machbarkeitsstudie einer optoelektronischen Probecard im Prozess Monitoring

Feasibility Study of an Optical Probe Card for Process monitoring

  • Der Halbleiterhersteller X-FAB bietet eine Reihe von Technologien (z.B. XH018) in denen CMOS-Photodioden hergestellt werden. Am Ende der Prozessierung werden die Halbleiterbauelemente auf Waferebene geprüft. Bislang konnten nur rein elektrische Parameter wie Kapazitäten oder Durchbruchsspannungen im Prozess Monitoring geprüft werden. Für optoelektronische Parameter, wie beispielsweise die Sensitivität von Photodioden, wird eine flexible Beleuchtung benötigt, die in das bestehende Testsystem integriert werden kann. Die homogene Beleuchtung soll dabei mit verschiedenen Wellenlängen erfolgen, welche das relevante Spektrum repräsentieren. Hauptziel ist die reproduzierbare Messung von Photoströmen, wodurch Prozessunterschiede in dielektrischen Schichten detektiert werden können, die mit rein elektrischen Messung nicht erfasst werden. Bei dem vorgestellten Konzept wird neben der Photodiode auch der umliegende Siliziumwafer beleuchtet. Dadurch entstehen laterale Ladungsträger, welche den Photostrom beeinflussen können. Zur Abschätzung dieses Einflusses wurden Teststrukturen entwickelt und ausgewertet.
  • The semiconductor manufacturer X-FAB offers a range of technologies (e.g. XH018) where CMOS photodiodes are produced. At the end of processing, the semiconductor devices are tested at wafer level. So far only purely electrical parameters such as capacity or breakdown voltages could be tested in process monitoring. For optoelectronic parameters such as the sensitivity of photodiodes, a flexible lighting is required, which can be integrated into the existing test system. The homogeneous illumination should be carried out with different wavelengths, which represent the relevant spectrum. The main aim is the reproducible measurement of photocurrents, which allows the detection of process variations in dielectric layers. These cannot be detected with a purely electrical measurement. In addition to the photodiode area the surrounding wafer is also illuminated at the presented concept. In this case, lateral charge carriers are generated, which may affect the photo-current of the diode. To estimate this influence, special test structures were developed and evaluated.

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Metadaten
Author:Tobias Bräuner
Advisor:Matthias Pittner, Peter Hartmann
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Name:X-FAB Semiconductor Foundries AG
Haarbergstraße 67, 99097 Erfurt, 99097 Erfurt
Date of Publication (online):2018/02/22
Year of first Publication:2015
Publishing Institution:Westsächsische Hochschule Zwickau
Date of final exam:2015/12/17
Release Date:2018/02/22
Tag:Lateral Crosstalk; Lateral Photocurrent
GND Keyword:CMOS; Charakterisierung; Empfindlichkeit; Optoelektronik; Photodiode; Prozessüberwachung; Sensitivität
Page Number:75 Seiten, 32 Abb., 5 Tab., 27 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Physikalische Technik, Informatik