[发明专利]GaN功率器件动态应力老化试验方法和系统

说明书

本申请涉及一种GaN功率器件动态应力老化试验方法和系统，包括：获取被测GaN功率器件对应的动态脉冲电压应力数据与温度应力数据；其中，动态脉冲电压应力数据用于周期切换被测GaN功率器件的开关状态；根据动态脉冲电压应力数据与温度应力数据得到试验条件；根据试验条件对被测GaN功率器件进行动态应力老化试验，并采集被测GaN功率器件在应力过程中的电参数；根据电参数与预设失效阈值进行比较，得到试验结果，通过施加更接近被测GaN功率器件实际工况的动态脉冲电压应力，更为真实、严苛的反映GaN功率器件的可靠性，同时在应力施加过程中在线快速监测电参数的真实退化情况，避免了离线测试与器件快速恢复特性导致测不准的难题。

技术领域

本申请涉及半导体器件可靠性测试技术领域，特别是涉及一种GaN功率器件动态应力老化试验方法和系统。

背景技术

随着集成电路与半导体技术的发展，以GaN(氮化镓)材料为代表的第三代半导体器件，凭借禁带宽度大、击穿电场高、电子迁移率高以及热导率高等优越的材料性能，成为新一代战略性电子产业的重要研究方向。目前，针对GaN功率器件的可靠性评估方面，普遍沿用传统硅(Si)器件的测试标准，但经过测试这些标准在GaN功率器件的寿命、失效机理和应用评估等方面的作用并不清晰。

目前，针对GaN功率器件老化试验均采用静态电应力试验，如高温反偏、高温栅偏试验等，过程中实时记录器件的漏电流、结温等信息，并仅在试验的开始、中间过程的节点和试验结束后进行电参数的离线测试，但去除偏置应力后，电参数会随着器件中束缚电荷的快速转移而产生漂移现象，导致获取的测试数据并不能反应真实工况，因而通过此测试数据来判定GaN功率器件是否失效也不准确。

发明内容

基于此，有必要针对传统静态电应力试验以及离线电参数测试的方式无法准确判断GaN功率器件的性能状态的问题，提供一种GaN功率器件动态应力老化试验方法和系统。

一种GaN功率器件动态应力老化试验方法，所述的方法包括：

获取被测GaN功率器件对应的动态脉冲电压应力数据与温度应力数据；其中，动态脉冲电压应力数据用于周期切换所述被测GaN功率器件的开关状态；

根据所述动态脉冲电压应力数据与所述温度应力数据得到试验条件；

根据所述试验条件对所述被测GaN功率器件进行动态应力老化试验，并采集所述被测GaN功率器件在应力过程中的电参数；

根据所述电参数与预设失效阈值进行比较，得到试验结果。

在其中一个实施例中，所述试验条件包括应力施加周期、参数采集周期、试验温度、导通试验电压应力与阻断试验电压应力，所述应力施加周期包括两个以上的预设时间区间，各所述预设时间区间交替施加所述导通试验电压应力与所述阻断试验电压应力；

其中，所述试验温度、所述导通试验电压应力、所述阻断试验电压应力以及所述预设时间区间根据所述温度应力数据以及所述动态脉冲电压应力数据设置。

在其中一个实施例中，所述动态脉冲电压应力数据包括栅极动态脉冲电压应力数据与漏极动态脉冲电压应力数据。

在其中一个实施例中，所述栅极动态脉冲电压应力数据包括动态栅压等级以及栅极开关频率，所述漏极动态脉冲电压应力数据包括漏极导通电压应力、动态漏压等级以及漏极开关频率。

在其中一个实施例中，所述应力施加周期包括栅极应力施加周期与漏极应力施加周期，所述导通试验电压应力包括栅极导通试验电压应力与漏极导通试验电压应力，所述阻断试验电压应力包括栅极阻断试验电压应力与漏极阻断试验电压应力；

所述栅极应力施加周期根据所述栅极开关频率设置，所述栅极导通试验电压应力与所述栅极阻断试验电压应力根据所述动态栅压等级设置；