[发明专利]一种VDMOS器件结温的测试方法

说明书

技术领域

本发明属于电子器件测试领域，主要应用于器件的结温测量与分析，具体涉及一种VDMOS（vertical double-diffusion metal-oxide-semiconductor，纵向双扩散金属氧化物半导体）器件结温的测试方法。

背景技术

随着半导体器件向尺寸小、集成度高等方向的发展，尤其是工作功率的不断增大导致器件工作时产生的热量不断增多，使结温升高，从而导致器件可靠性下降，寿命缩短。为了准确评价其可靠性，对器件结温的测试尤为重要。

目前，VDMOS器件结温测试多采用电学法，相关标准主要有国军标128A-97 3103，美军标MIL-STD-750E 3101.4等，测试设备均带有开关装置。测试中，首先对器件进行校温，得到温敏参数曲线；然后，先给器件加一工作电流使器件升温，再通过开关断开工作电流，接通测试电流，采集器件结电压，对应得到器件结温。由于在工作电流和测试电流切换过程中会产生时间延迟，可能造成器件温度有较大的变化导致结温测量不准确。实验表明，1us的时间延迟可能导致温度变化超过200℃。而且现行的设备延迟的时间一般可达到1～5us。这种工作电流和测试电流切换过程中产生的时间延迟，对器件结温测试精度有很大影响。

发明内容

针对VDMOS器件结温测量中存在的上述问题，本发明提出一种简便的测试方法，利用温箱、电源和图示仪等通用设备实现器件结温的测量。该方法不需要开关切换,直接在工作状态下测量结温，消除了由于开关切换延迟引起的结温测量误差。

本发明采用的技术方案如下：

在不同温度下，对器件进行通态电阻的测量，得到温度-通态电阻的关系曲线。采用大电流短时间的测试方法，所加电流为脉冲电流，防止器件自升温。然后，使器件处于工作状态，对其进行输出特性曲线的测量，根据电流电压算出通态电阻，再根据之前的温度-通态电阻关系曲线，得到该通态电阻下对应器件的结温。

一种VDMOS器件结温的测试方法，包括VDMOS器件1、温箱2、图示仪（内装电源）3、器件夹具4。温箱2用于对器件加温；图示仪3用于给器件加电流、电压，测量器件通态电阻，显示温度-通态电阻的关系曲线，输出特性曲线等。

本发明的特征在于，该方法还包括以下步骤：

步骤一，将器件1通过导线与图示仪3的器件夹具4相连，并将器件1放入温箱2内，利用温箱2给器件1加热。

步骤二，设置温箱2的初始温度，使器件1的温度稳定在温箱2设定的温度，并保持一段时间，然后给器件1加一栅极电压，并在漏源极间加一脉冲电流，利用图示仪3测试器件1在此温度下的通态电阻。按一定的步长逐步改变温箱2的温度，测出不同温度下器件1的通态电阻。

步骤三，将测量数据绘制成温度-通态电阻曲线。

步骤四，确定器件1处于工作状态时的通态电阻；

步骤五，根据器件1的温度-通态电阻曲线及工作状态时的通态电阻，确定器件1处于该工作状态时对应的结温。

为了消除步骤一所述导线的电阻引起的测量误差，在步骤一之前需要测量误差通态电阻。测量方法如下：

（1）将器件1直接与器件夹具4相连，并对器件1加与步骤二相同的栅极电压和脉冲电流，利用图示仪3测试器件1的第一参考通态电阻；

（2）将器件1通过步骤一所述导线与器件夹具4连接，并对器件1加与步骤二相同的栅极电压和脉冲电流，利用图示仪3测试器件1的第二参考通态电阻；

（3）将第一参考通态电阻和第二参考通态电阻相减，得到器件1通过导线连接时产生的误差通态电阻。

步骤二所述的脉冲电流为窄脉冲大电流。

步骤三所述的通态电阻等于步骤二所测得的通态电阻减去所述误差通态电阻。

步骤四所述的通态电阻的确定方法是：首先，使器件1处于工作状态，栅压等于步骤二所加栅压，利用图示仪3测量器件1的输出特性曲线，然后由输出特性曲线求漏源电流等于步骤二所加脉冲电流峰值时的通态电阻。

本发明的有益效果是：本发明所述方法设备简单、操作方便，仅需温箱、电源、图示仪等通用设备即可实现结温测量。本发明采用无开关装置结温测量法，消除了因开关切换延迟引起的结温测量误差。利用图示仪给被测器件加窄脉冲大电流，可避免器件自升温对结温的影响，并且对器件没有损伤，在保证器件安全的同时，提高了结温测量精度。

附图说明

图1为本发明所涉及测试装置的示意图，图中：1-VDMOS器件，2-温箱，3-图示仪，4-器件夹具；

图2为本发明所涉及方法的流程图；