[发明专利]基于动态的HDRB及HDGB测试方法和装置

说明书

本发明涉及MOSFET器件的可靠性测试技术，尤其涉及了基于动态的HDRB及HDGB测试方法和装置，用于MOSFET实验过程中，其热平台功能模块用于对测试模块DUT进行加热；VGS高速脉冲电源用于提供测试模块DUT的动态栅偏试验的偏置电压以及动态反偏及动态栅偏时提供反向截止电压；VDS高速脉冲电源用于提供测试模块DUT的动态反偏及动态栅偏试验的DS偏置电压；阈值测试模块用于提供测试模块DUT的阈值测试电压。通过本发明设计的测试装置能够在线进行动态的HDRB及HDGB测试，为国内三代半导体器件的发展过程中的可靠性试验提供有力保障。

技术领域

本发明涉及MOSFET器件的可靠性测试技术，尤其涉及了用于MOSFET器件动态反偏及动态栅偏实验中，基于动态的HDRB及HDGB测试方法和装置。

背景技术

为了提高半导体元器件的可靠性，一般需要进行多种可靠性试验。其中HTRB（High-temperature reverse bias，高温反偏）和HTGB（High-temperature gate bias，高温栅偏）为最常见的两种试验方式，可以提前发现芯片生产制造过程中存在的缺陷而引起芯片的失效。

随着新型三代半导体的出现如SiC（碳化硅），GaN（氮化镓）材料MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，半导体场效应晶体管）的发展，对其的可靠性试验提出了新的试验方式，要求在常温或则高温环境下对MOSFET施加动态反向偏置电压试验DRB（Dynamic reverse bias，动态反偏）和DGB（Dynamic gate stress，动态栅偏），模拟半导体器件使用中的实际条件，从而快速发现半导体器件的缺陷。

在现有技术中，SiC材料的MOSFET其阈值电压会随着栅极动态电压施加而产生偏移，其不能进行在线测试，一般测试过程中会将器件取出进行测试。

如现有技术，电子与封装第17卷，第10期Vol. 17，No. 10的文章“高压IGBT 芯片高温测试温度的阈值电压标定”，其通过直流HTRB测试结温，不能很好地进行动态反偏及动态栅偏测试。

发明内容

本发明针对现有技术的测试采用高温环境下施加直流的方式进行稳态反向偏置电压的方式测试，其无法适用于动态反偏及动态栅偏的测试过程中，无法满足HHDRB（High-temperature Dynamic reverse bias，高温动态反偏及动态栅偏）及HHDGB（High-temperature Dynamic gate stress，高温动态栅偏）试验的问题，提供了基于动态的HDRB及HDGB测试方法和装置。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

基于动态的HDRB及HDGB测试装置，用于MOSFET器件动态反偏及动态栅偏实验中，其包括VGS高速脉冲电源、阈值测试模块、VDS（Voltage between grid and source，栅极和源极间电压）高速脉冲电源和热平台功能模块；热平台功能模块用于对测试器件MOSFET进行加热；VGS（Voltage between drain and source，漏极和源极间电压）高速脉冲电源用于提供测试器件MOSFET的动态栅偏试验的偏置电压以及动态反偏时提供反向截止电压；VDS高速脉冲电源用于提供测试器件MOSFET的动态反偏试验的DS偏置电压；阈值测试模块用于提供测试器件MOSFET的阈值测试电压。

作为优选，还包括第一切换模块和第二切换模块；第一切换模块和第二切换模块均为功能切换继电器。

作为优选，热平台功能模块通过PID（Proportional Integral Derivative）控制确定测试器件MOSFET的结温。