[发明专利]砷化镓场效应晶体管沟道温度测试方法

摘要

砷化镓场效应晶体管沟道温度测试方法属于半导体器件测试技术领域。其特点是分别在工作状态下加有加热脉冲电压的栅极负偏压以及只加有栅极负偏压且其管芯温度与环境温度相等的条件下测出器件向测量状态转换时的Vgsf与t的曲线和只加负偏压且在设定的不同管芯温度下各V′gsfl与时间的曲线，求出在一定栅极负偏压下的温度系数与时间的关系曲线把冷却曲线经过外推并使用器件多层三维模型求出在任意工作条件下的沟道温度、热阻、峰值沟道温度和峰值热阻。

主权项

1、砷化镓场效应晶体管沟道温度测试方法，其特征在于：它包含以下步骤：(1)在t0时间内，在设定的环境温度Tc下，使被测管从负栅压向小正向棚极电流Igs转换，测出被测管在t1时间内的转换过程中的棚压Vgsf1(t)曲线；(2)从t1+的时刻起，在t2时间内，先后向被测管栅极施加负棚极电压VGSR，和加热脉冲电压VDS使其处于工作状态；(3)从t2-时刻起，先后去掉电压VDS与VGSR，使被测管从工作状态转换到测量状态；(4)从t2+时刻起，在t3时间内，在设定的时间范围内，等时间间隔地测定Vgsf2值，作出反映器件冷却过程的Vgsf2与t的关系曲线；由Vgsf1(t)和Vgsf2(t)可得到ΔVgs～t曲线；(5)在设定的环境温度范围内，在未对被测器件施加加热脉冲电压(即使管芯温度等于环境温度)而只施加上述VGSR的条件下，对应于设定的各个环境温度值，重复被测器件从工作状态向测量状态转换并以与上述相同的时间间隔，测出棚压V′gsf1与t的关系曲线，再根据温度系数公式：Tv(t)=|V′gst1(t)T|Igs=const去求出Tv与t的关系曲线，即校正曲线，其中T为管芯温度即环境温度；(6)根据Vgsf1(t)、Vgsf2(t)以及Tv(t)[VGSR＝const]的关系曲线通过热阻公式：Toh(t)＝[Vgsf1(t)-Vgsf2(t)]/Tv(t)+Tc求出器件的冷响应曲线即Toh与t的关系曲线，其中，Tch为器件的沟道温度(平均值)，Tc为环境温度，也是器件的壳温，再根据外推到t＝0时刻，求得器件工作条件下的沟道温度Tch(0)；(7)用电峰值法求出被测器件的峰值沟道温度Tp：Tp＝ΔTch/r+TcΔTch为Tch随时间而变的增量；r＝(ΔTavg/ΔTp)模拟值；ΔTavg为用多层三维器件热模型计算出的芯片有源区的平均温升；ΔTp为用多层三维器件热模型计算出的芯片有源区的峰值温升；(8)根据下述公式算出被测器件在工作状态下的热阻Rth：Rth=Tch(t)-TcPDISS=Tch(O)-TcDIDSVDS其中，D为时间t2与t3之比值；IDS为漏电流；VDS为工作电压。