[發明專利]一種功率半導體器件的可靠性測試方法及系統

有效

• 申請號: 201910238052.5
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN111766489B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 謝岳城;陳明翊;廖軍;丁云;彭銀中;鄒杰;陳玉其
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 李哲偉;張文娟

1.一種功率半導體器件的可靠性測試方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟一、將待測試功率半導體器件所處環境的溫度調整為預設測試溫度、相對濕度設置調整為預設相對濕度，向所述待測試功率半導體器件施加第一預設偏置電壓并持續第一預設時長，其中，所述預設相對濕度的取值范圍為[90％，97％]，所述第一預設偏置電壓的取值范圍包括阻斷電壓的40％至70％；

步驟二、使所述待測試功率半導體器件恢復至常溫靜態測試環境，并在恢復完成后向所述待測試功率半導體器件施加第二預設偏置電壓并持續第二預設時長，測量所述待測試功率半導體器件的漏電流，得到第一漏電流，根據所述第一漏電流確定所述待測試功率半導體器件的故障狀態，判斷所述第一漏電流的波形是否超過參考漏電流的波形范圍，如果是，則判定所述待測試功率半導體器件存在故障。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟一前，所述方法還執行以下步驟：

在常溫靜態測試環境下，向所述待測試功率半導體器件施加第二預設偏置電壓并持續第二預設時長，測量所述待測試功率半導體器件的漏電流，得到第二漏電流；

根據所述第二漏電流判斷所述待測試功率半導體器件的故障狀態，當所述待測試功率半導體器件無故障時執行所述步驟一。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二預設時長的取值區間為[2.5min，4min]。

4.如權利要求1～3中任一項所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中，向所述待測試功率半導體器件的集電極與發射極施加所述第二預設偏置電壓，所述第二預設偏置電壓為阻斷電壓的75％至85％。

5.一種功率半導體器件的測試系統，其特征在于，所述測試系統采用如權利要求1～4中任一項所述的方法來進行可靠性測試。

6.如權利要求5所述的測試系統，其特征在于，所述測試系統包括：

上電裝置，其與待測試功率半導體器件連接，用于向所述待測試功率半導體器件施加偏置電壓；

試驗箱，所述待測試功率半導體器件放置在試驗箱內，所述試驗箱用于調整所述待測試功率半導體器件所處環境的溫度和相對濕度；

控制裝置，其與所述上電裝置和試驗箱連接，用于控制所述上電裝置和試驗箱的運行狀態；

數據檢測分析裝置，其與所述待測試功率半導體器件連接，用于檢測所述功率半導體器件的漏電流，并根據檢測得到的漏電流確定所述待測試功率半導體器件的可靠性狀態。

7.如權利要求6所述的測試系統，其特征在于，所述控制裝置配置為控制所述試驗箱在第一測試階段和第三測試階段不運行，并在第二測試階段將所述待測試功率半導體器件的所處環境的溫度調整為預設測試溫度、相對濕度設置調整為預設相對濕度，其中，所述預設相對濕度的取值范圍為[90％，97％]。

8.如權利要求7所述的測試系統，其特征在于，所述控制裝置配置為控制所述上電裝置在所述第一測試階段和第三測試階段向所述待測試功率半導體器件施加第二預設偏置電壓并持續第二預設時長，在所述第二測試階段向所述待測試功率半導體器件施加第一預設偏置電壓并持續第一預設時長，其中，第一預設偏置電壓的電壓值小于第二預設電壓的電壓值。

9.如權利要求7～8中任一項所述的測試系統，其特征在于，所述數據檢測分析裝置配置為判斷在所述第三測試階段檢測得到的第一漏電流的波形是否超過參考漏電流的波形范圍，如果是，則判定所述待測試功率半導體器件存在故障。