[发明专利]基于热成像技术的半导体雪崩失效分析测试方法及装置

权利要求书

1.一种基于热成像技术的半导体雪崩失效分析的测试方法，其特征在于，包括以下测试步骤：

a)测试系统搭建：所述系统包括直流电压源(1)和热成像仪(11)，直流电压源(1)的正极连接有功率开关器件(4)且与功率开关器件(4)的漏极连接，直流电压源(1)的负极连接有待测功率器件(2)、短路功率器件(3)及续流二极管(6)，并且，直流电压源(1)的负极与待测功率器件(2)的源极、短路功率器件(3)的源极和续流二极管(6)的阳极连接，续流二极管(6)的阴极连接有功率电阻(10)且与功率电阻(10)的一端连接，功率电阻(10)另一端通过第三脉冲电压源(9)连接于功率开关器件(4)的栅极，待测功率器件(2)及短路功率器件(3)的漏极相连并通过电感(5)连接于所述功率开关器件(4)的源极，短路功率器件(3)的栅极通过第二脉冲电压源(8)与所述短路功率器件(3)的源极连接，待测功率器件(2)的栅极通过第一脉冲电压源(7)与所述待测功率器件(2)的源极连接，待测功率器件(2)雪崩击穿电压小于短路功率器件(3)的雪崩击穿电压；所述热成像仪(11)的观测窗口对准待测器件并用于捕捉、显示待测功率器件的发热情况；

b)测试操作：开启待测功率器件(2)和功率开关管(4)，电感(5)开始续流，当电感(5)中的电流达到雪崩电流峰值I_av后，关断待测功率器件(2)和功率开关管(4)，电感(5)放电，待测功率器件(2)发生雪崩，在待测功率器件(2)被击穿前开启短路功率器件(3)，待测功率器件(2)被短路并停止雪崩，电感能量通过短路功率器件(3)泄放，此后，重复本步骤b)的操作，使待测器件持续发生雪崩，即可在热成像仪上得到待测功率器件(2)在雪崩条件下的发热点。

2.根据权利要求1所述的基于热成像技术的半导体雪崩失效分析的测试方法，其特征在于，第一脉冲电压源(7)和第三脉冲电压源(9)分别产生相同脉冲宽度的栅脉冲电压A，通过分别向所述待测功率器件(2)和功率开关管(4)的栅极施加所述的相同脉冲宽度的栅脉冲电压A，以实现对待测功率器件(2)和功率开关管(4)开启和关断的控制。

3.根据权利要求1所述的基于热成像技术的半导体雪崩失效分析的测试方法，其特征在于，第二脉冲电压源(8)产生栅脉冲电压B，通过在短路功率器件(3)的栅极上加所述栅脉冲电压B，以实现对短路功率器件(3)的开启与关断的控制，待测功率器件(2)并联了短路功率器件(3)，可以通过第二脉冲电压源(8)来控制短路功率器件(3)在待测功率器件(2)发生雪崩的特定时刻开启使待测功率器件(2)短路，从而控制待测器件(2)的雪崩时间，以此调节待测器件单次承受的雪崩能量，与待测功率器件(2)并联的短路功率器件(3)的雪崩击穿电压要高于待测功率器件(2)，在待测功率器件(2)与短路功率器件(3)关断过程中，只有待测功率器件(2)发生雪崩。

4.根据权利要求1、2或3所述的基于热成像技术的半导体雪崩失效分析的测试方法，其特征在于，通过调节短路功率器件(3)及功率开关管(4)的关断时刻至短路功率器件(3)的开启时刻之间的时间，控制待测功率器件(2)所经历的雪崩时间，控制待测功率器件(2)所承受的雪崩能量。

5.一种基于热成像技术的半导体雪崩失效分析测试的装置，其特征在于，包括直流电压源(1)和热成像仪(11)，直流电压源(1)的正极连接有功率开关器件(4)且与功率开关器件(4)的漏极连接，直流电压源(1)的负极连接有待测功率器件(2)、短路功率器件(3)及续流二极管(6)，并且，直流电压源(1)的负极与待测功率器件(2)的源极、短路功率器件(3)的源极和续流二极管(6)的阳极连接，续流二极管(6)的阴极连接有功率电阻(10)且与功率电阻(10)的一端连接，功率电阻(10)另一端通过第三脉冲电压源(9)连接于功率开关器件(4)的栅极，待测功率器件(2)及短路功率器件(3)的漏极相连并通过电感(5)连接于所述功率开关器件(4)的源极，短路功率器件(3)的栅极通过第二脉冲电压源(8)与所述短路功率器件(3)的源极连接，待测功率器件(2)的栅极通过第三脉冲电压源(7)与所述待测功率器件(2)的源极连接，待测功率器件(2)雪崩击穿电压小于短路功率器件(3)的雪崩击穿电压；所述热成像仪(11)的观测窗口对准待测器件并用于捕捉、显示待测功率器件的发热情况。