[發(fā)明專利]新型功率器件控制自動化靜電防護(hù)測試系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710929414.6
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107728034B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜一波;董良威;翟明靜;鮑靜益;葛云飛;王玥;湯洪波
• 申請（專利權(quán)）人: 常州工學(xué)院
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R31/00;G01R1/28;G01R1/04;G01R1/24
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 高桂珍

本發(fā)明公開了一種新型功率器件控制自動化靜電防護(hù)測試系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)的開關(guān)控制裝置，以若干半導(dǎo)體功率器件分別置于電源與充電傳輸線之間，其控制信號接入微處理器，另外若干半導(dǎo)體功率器件分別置于充電傳輸線與脈沖傳播傳輸線之間，其控制信號亦接入微處理器。本發(fā)明的系統(tǒng)以半導(dǎo)體功率器件為開關(guān)裝置，結(jié)合多個功率器件開關(guān)裝置選擇合適的充電傳輸線及其組合，可實現(xiàn)多種脈沖寬度的脈沖測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用半導(dǎo)體功率器件作為開關(guān)裝置實現(xiàn)多路徑控制，具有成本低、易于制造與調(diào)試、便于維護(hù)、穩(wěn)定性好、使用靈活的特點，結(jié)合微控制器組成的自動測試系統(tǒng)，可應(yīng)用于靜電防護(hù)等自動化測試中，完全滿足多脈沖寬度測試需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體可靠性測試中的靜電可靠性測試領(lǐng)域，特別涉及一種新型的測量半導(dǎo)體元器件靜電防護(hù)特性的自動化系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

靜電防護(hù)一直是半導(dǎo)體可靠性方面的重點研究方向，隨著半導(dǎo)體制程不斷進(jìn)步，靜電放電對集成電路造成損傷的風(fēng)險日益收到人們的關(guān)注。在靜電可靠性的研究和靜電防護(hù)設(shè)計中，如何測量待測器件的靜電特性尤為重要。

為了滿足靜電可靠性研究、靜電防護(hù)設(shè)計和評估靜電防護(hù)等級的需求，所有的靜電防護(hù)現(xiàn)象主要被分為人體模型HBM、機(jī)器模型MM和充放電模型CDM。不同模型的波形對電子元器件的沖擊效果不一樣，沖擊場景也不一樣。在評估電子元器件的靜電防護(hù)能力時，采取不同的沖擊波形發(fā)生裝置模擬產(chǎn)生人體模型HBM、機(jī)器模型MM和充放電模型CDM的波形，來得到針對該電子元器件的靜電防護(hù)所能達(dá)到的最大等級。但是，這并不能滿足靜電可靠性研究和靜電防護(hù)設(shè)計的需求。在對某型電子元器件的靜電防護(hù)模塊的設(shè)計和改進(jìn)過程中，必須靜電特性。特別是在靜電可靠性研究中，需要得到靜電放電的細(xì)節(jié)特征，如開啟電壓、會穿曲線、二次擊穿點等。

通常利用傳輸線脈沖系統(tǒng)來得到這些特征。傳輸線脈沖系統(tǒng)提供與靜電沖擊相近能量的沖擊脈沖來沖擊待測器件，并得到靜電放電過程中的細(xì)節(jié)信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種新型的功率器件控制自動化靜電防護(hù)測試系統(tǒng)。該測試系統(tǒng)利用VDMOS和LDMOS等功率半導(dǎo)體器件替代傳統(tǒng)的高速/超高速繼電器，結(jié)合微控制器組成自動化靜電防護(hù)測試系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種新型功率器件控制自動化靜電防護(hù)測試系統(tǒng)的開關(guān)控制裝置，以若干半導(dǎo)體功率器件分別置于電源與充電傳輸線之間，其控制信號接入微處理器；另外若干半導(dǎo)體功率器件分別置于所述充電傳輸線與脈沖傳播傳輸線之間，其控制信號亦接入微處理器。

本發(fā)明還提供一種新型功率器件控制自動化靜電防護(hù)測試系統(tǒng)的多種脈沖寬度方波發(fā)生裝置，半導(dǎo)體功率器件的控制端全部接入微處理器，微處理器通過設(shè)定好的開關(guān)順序和選擇相對應(yīng)的開關(guān)路徑，以電信號驅(qū)動半導(dǎo)體功率器件導(dǎo)通或者關(guān)斷，完成系統(tǒng)各部分之間的連接和斷開。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述裝置包括若干充電傳輸線，包括分別置于電源與充電傳輸線之間的若干個半導(dǎo)體功率開關(guān)裝置的第一半導(dǎo)體功率開關(guān)裝置組，包括分別置于所述充電傳輸線與脈沖傳播傳輸線之間的若干個半導(dǎo)體功率開關(guān)裝置的第二半導(dǎo)體功率開關(guān)裝置組，脈沖傳播傳輸線和電源，若干二極管和電阻；

所述充電傳輸線具有相同的阻抗但是長度不同，能分別產(chǎn)生不同脈沖寬度的方形脈沖；

所述二極管用于消除反射回來的負(fù)向脈沖，所述電阻為終端電阻，其阻抗值與所述充電傳輸線相匹配；在所述脈沖傳播傳輸線中沖擊脈沖由所述充電傳輸線向待測器件方向傳播。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，微處理器控制第一半導(dǎo)體功率開關(guān)裝置組中的一個或者多個導(dǎo)通、第二半導(dǎo)體功率開關(guān)裝置組全部斷開；電源對充電傳輸線中的一個或者多個充電；之后，微處理器控制第一半導(dǎo)體功率開關(guān)裝置組全部斷開、第二半導(dǎo)體功率開關(guān)裝置組中的一個或者多個導(dǎo)通，充電傳輸線中的一個或者多個與脈沖傳播傳輸線連接，形成多種不同脈沖寬度的沖擊脈沖；