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动态栅极电压稳定性测试需要考虑哪些关键点
来源:金凯博自动化 发布时间:2024-05-09 类别:技术资讯
信息摘要:

第三代半导体,如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)器件,因其出色的电子迁移率和热导率,在高功率和高频率应用中显示出巨大潜力。动态栅极电压稳定性测试是评估这些半导体器件在快速变化的栅极电压条件下性能稳定性的重...

第三代半导体,如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)器件,因其出色的电子迁移率和热导率,在高功率和高频率应用中显示出巨大潜力。动态栅极电压稳定性测试是评估这些半导体器件在快速变化的栅极电压条件下性能稳定性的重要测试之一。以下是进行动态栅极电压稳定性测试时需要考虑的关键点:


1. **测试目的**:评估第三代半导体器件在动态工作条件下的栅极电压稳定性,确保器件在快速开关或负载变化时的可靠性。


2. **测试条件**:设定适当的栅极电压变化范围和变化速率,模拟器件在实际应用中的开关瞬态行为。


3. **测试设备**:使用高速示波器和半导体参数分析仪等设备,以捕捉器件在动态栅极电压下的响应。


4. **测试方法**:采用双脉冲测试(DPT)系统,如是德科技的PD1550A,进行动态参数测试,评估器件的开关特性和栅极电压稳定性。


5. **数据分析**:分析测试得到的数据,如栅极电流、漏电流、阈值电压等,评估器件在动态条件下的性能变化。


6. **安全措施**:在测试过程中,确保采取适当的保护措施,防止器件因电压突变而损坏。


7. **测试标准**:遵循相关的国际标准和行业规范,如AEC Q101、AQG 324等,进行标准化测试。


8. **技术挑战**:针对第三代半导体的特殊性,如更快的开关速度和更高的工作频率,测试设备和技术需要能够适应这些要求。


9. **栅极电压稳定性**:特别关注栅极电压在快速变化时器件的性能稳定性,包括栅极延迟、上升时间和下降时间。


10. **长期稳定性**:通过长时间的动态栅极电压测试,评估器件的长期稳定性和老化特性。


11. **失效模式分析**:识别和分析可能导致器件失效的机制,如热失控、电流崩塌或栅极氧化层退化。


12. **测试环境**:确保测试在受控环境中进行,以减少环境因素对测试结果的影响。


13. **结果对比**:将测试结果与器件规格和预期性能进行对比,评估器件是否满足设计要求。


14. **持续改进**:根据测试结果,反馈到器件设计和制造过程中,以不断优化产品性能。


15. **特殊检测需求**:针对第三代半导体的特殊检测需求,如电流崩塌、动态参数和栅氧缺陷的参数分离等,开发和使用专门的测试技术和设备。


通过这些测试,可以全面评估第三代半导体器件在动态栅极电压下的稳定性,为器件的设计优化和应用提供重要依据。


金凯博第三代功率半导体动态可靠性测试系统具有80个测试通道、每个通道独立控制;实时保存测试结果,生成测试报告;具有防烫、过流、过压保护;支持扩展外接标准仪表等众多优势性能。并具有高温高压高频高精度脉冲源:dv/dt>50v/ns、频率50KHz;高精度测试:电流分辨率10pA,电压分辨率100nV;多参数测量:Vsd电压、Vgsth电压、Rds电阻、lgss漏电流、ldss漏电流、温度,功能完备并有可扩展性。


老化测试:

一、DRB动态反偏

1.试验时长time: ≥1000h

2.试验温度temp: 25℃

3.漏源电压VDS: ≥0.8Vdsmax

dVDS/dt 取 50V/ns,f≥25kHz; 

4.栅源电压VGS:0V or VGSmin


二、DGB动态栅极反偏

1.试验时长time:为10^11次循环

2.试验温度temp:25℃

3.漏源电压VDS:0V

4.栅极电压VGS:VGS=VGSmax至VGS min,dVGS/dt 取 1V/ns,f≥50kHz


三、HTRB高温反偏

1.试验时长time:≥1000h

2.试验温度temp:最高结温

3.漏源电压VDS:≥0.8Vdsmax

4.栅源电压VGS:0V or VGSmin


四、HTGB高温栅极反偏

1.试验时长:≥1000h

2.试验温度:最高结温

3.VDS漏源电压:0V

4.栅极电压:VGS=VGSmax(正栅极电压测量50%DUT)


VGS=VGSmin(负栅极电压测量50%DUT)


     第三代功率半导体动态可靠性测试系统


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