[發(fā)明專利]一種功率半導(dǎo)體器件動(dòng)態(tài)電學(xué)應(yīng)力施加裝置及測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811583501.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111426927B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉斯揚(yáng);李智超;葉然;盧麗;孫偉鋒;蘇巍;馬書嫏;華曉春;顧力暉;林峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/26
• 分類號(hào): G01R31/26
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

本發(fā)明涉及一種功率半導(dǎo)體器件動(dòng)態(tài)電學(xué)應(yīng)力施加裝置，包括：信號(hào)發(fā)生器、光耦保護(hù)模塊、柵脈沖驅(qū)動(dòng)模塊、高壓控制模塊和所述n個(gè)被測(cè)功率半導(dǎo)體器件，其中，所述信號(hào)發(fā)生器、所述光耦保護(hù)模塊、所述柵脈沖驅(qū)動(dòng)模塊依次串接至所述n個(gè)被測(cè)功率半導(dǎo)體器件柵極，所述高壓控制模塊與所述n個(gè)被測(cè)功率半導(dǎo)體器件漏極相連，所述n個(gè)被測(cè)功率半導(dǎo)體器件源級(jí)接地。本發(fā)明還涉及一種功率半導(dǎo)體器件動(dòng)態(tài)電學(xué)應(yīng)力測(cè)試方法。本發(fā)明能夠同時(shí)完成對(duì)一個(gè)或多個(gè)被測(cè)功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行動(dòng)態(tài)電學(xué)應(yīng)力的施加，通過(guò)光耦保護(hù)模塊實(shí)現(xiàn)了信號(hào)發(fā)生器與高壓電路的光電隔離，方便對(duì)被測(cè)功率半導(dǎo)體器件退化參數(shù)的監(jiān)測(cè)，提高了動(dòng)態(tài)電學(xué)應(yīng)力條件下熱載流子可靠性測(cè)試的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率半導(dǎo)體器件的可靠性測(cè)試，特別是涉及一種用于功率半導(dǎo)體器件動(dòng)態(tài)電學(xué)應(yīng)力施加的裝置，還涉及一種功率半導(dǎo)體器件動(dòng)態(tài)電學(xué)應(yīng)力的測(cè)試方法，屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體制造中，在功率半導(dǎo)體器件生產(chǎn)出來(lái)以后一般不會(huì)立即投入使用，而是要利用相關(guān)的可靠性試驗(yàn)對(duì)該功率半導(dǎo)體器件的可靠性以及實(shí)際使用壽命進(jìn)行測(cè)試。其中功率半導(dǎo)體器件的熱載流子注入(Hot Carrier Injection,HCI)效應(yīng)是功率半導(dǎo)體器件的一項(xiàng)非常重要的可靠性項(xiàng)目，其反映了功率半導(dǎo)體器件在高壓條件下由于熱載流子注入導(dǎo)致器件的導(dǎo)通電阻、飽和電流等電學(xué)特性發(fā)生退化，縮短器件的壽命。

由于傳統(tǒng)的HCI可靠性測(cè)試主要針對(duì)低壓金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)，因此相應(yīng)的測(cè)試裝置只能提供靜態(tài)電學(xué)應(yīng)力。而隨著高壓功率半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的高壓功率半導(dǎo)體器件被設(shè)計(jì)和制造出來(lái)，由于高壓功率半導(dǎo)體器件常常工作在不斷開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，如果僅僅采用提高高壓功率半導(dǎo)體器件應(yīng)力電壓的方法，高壓功率半導(dǎo)體器件會(huì)由于熱積累而過(guò)快失效，無(wú)法進(jìn)行正常的可靠性測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種能夠?qū)Ω邏汗β拾雽?dǎo)體器件施加動(dòng)態(tài)電學(xué)應(yīng)力的裝置。

一種功率半導(dǎo)體器件動(dòng)態(tài)電學(xué)應(yīng)力施加裝置，包括：信號(hào)發(fā)生器、光耦保護(hù)模塊、柵脈沖驅(qū)動(dòng)模塊、高壓控制模塊和n個(gè)被測(cè)功率半導(dǎo)體器件。

優(yōu)選的，所述光耦保護(hù)模塊包括相互連接的電容、電阻、光耦發(fā)射端和驅(qū)動(dòng)芯片，所述電容的一端、所述電阻的一端、所述驅(qū)動(dòng)芯片的一個(gè)輸入端與第一個(gè)直流電源的正極相連，所述電阻的另一端、所述驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端與所述光耦發(fā)射端的第一端相連，所述驅(qū)動(dòng)芯片的另一個(gè)輸入端與所述信號(hào)發(fā)生器輸出端相連，所述光耦發(fā)射端的第二端、所述電容的另一端、所述驅(qū)動(dòng)芯片的接地端與第一個(gè)直流電源的負(fù)極相連。

優(yōu)選的，柵脈沖驅(qū)動(dòng)模塊包括光電轉(zhuǎn)換單元、正電壓輸出的三端穩(wěn)壓電路、負(fù)電壓輸出的三端穩(wěn)壓電路、柵驅(qū)動(dòng)電路、整流濾波電路；

優(yōu)選的，所述光電轉(zhuǎn)換單元包括電容和光耦接收端；所述光耦接收端的第一端、所述光耦接收端的第四端與所述柵驅(qū)動(dòng)電路中柵驅(qū)動(dòng)芯片的第二端相連，所述光耦接收端的第二端與第二個(gè)直流電源的負(fù)極相連，所述光耦接收端的第三端、所述電容的一端與第二個(gè)直流電源的正極相連，所述電容的另一端接地。

優(yōu)選的，所述正電壓輸出的三端穩(wěn)壓電路包括正電壓輸出的三端穩(wěn)壓管、第一電容、第二電容和旋轉(zhuǎn)電位計(jì)；所述正電壓輸出的三端穩(wěn)壓管的輸入端、所述第一電容的一端與第三個(gè)直流電源的正極相連，所述正電壓輸出的三端穩(wěn)壓管的輸出端、所述第二電容的一端與所述旋轉(zhuǎn)電位計(jì)的第一端相連，所述旋轉(zhuǎn)電位計(jì)的第三端、所述第一電容的另一端、所述第二電容的另一端、所述正電壓輸出的三端穩(wěn)壓管的接地端、第三個(gè)直流電源的負(fù)極與所述n個(gè)被測(cè)功率半導(dǎo)體器件的源極相連，n為正整數(shù)。

優(yōu)選的，所述負(fù)電壓輸出的三端穩(wěn)壓電路包括負(fù)電壓輸出的三端穩(wěn)壓管、第一電容和第二電容；所述負(fù)電壓輸出的三端穩(wěn)壓管的輸入端、所述第一電容的一端與第四個(gè)直流電源的負(fù)極相連，所述負(fù)電壓輸出的三端穩(wěn)壓管的輸出端、所述第二電容的一端接地，所述第一電容的另一端、所述第二電容的另一端、所述負(fù)電壓輸出的三端穩(wěn)壓管的接地端與所述n個(gè)被測(cè)功率半導(dǎo)體器件的源極相連，第四個(gè)直流電源的正極與第三個(gè)直流電源的負(fù)極相連。