[实用新型]提高测试效率的半导体器件功率循环测试电路

说明书

本实用新型涉及一种提高测试效率的半导体器件功率循环测试电路。其包括功率循环测试电路本体；还包括若干与待测半导体器件样品适配连接的器件样品切换开关电路以及用于检测所述待测半导体器件样品测试状态的器件样品测试状态检测电路；任一器件样品测试状态检测电路检测到所适配连接的待测半导体器件样品处于失效断路状态时，测试控制电路控制与当前处于失效断路状态适配连接的器件样品切换开关电路处于闭合状态，以通过处于闭合状态的器件样品切换开关电路使得所适配连接的待测半导体器件样品在功率循环测试电路本体内处于短路状态。本实用新型能保证功率循环测试的连续性，提高测试的效率与可靠性，降低测试成本。

技术领域

本实用新型涉及一种测试电路，尤其是一种提高测试效率的半导体器件功率循环测试电路。

背景技术

如图1所示，为现有功率半导体器件常用的功率循环测试原理示意图，其中，DUT₁、DUT₂、DUT_n为待测半导体器件样品，对待测半导体器件样品，图中以IGBT器件为例，对于MOSFET、晶闸管、二极管、BJT、JFET、HEMT等各类半导体器件也均适用，I_H为加热电流源，I_m为结温测量电流源，S₁为控制加热电流源通断的开关，V_G1、V_G2、V_Gn为样品栅极驱动电压源(对于二极管类器件无需栅极驱动电压源)。

试验时，首先令样品栅极驱动电压源输出高电压，以令相应的待测半导体器件样品导通；在待测半导体器件样品导通后，令开关S₁导通，加热电流源I_H的加热电流流过所有的待测半导体器件样品，待测半导体器件样品上自身损耗产生的热量使得待测半导体器件样品自身结温升高。经过一段时间后，再令开关S₁关断，加热电流源I_H停止输出加热电流，待测半导体器件样品停止发热。此时，结温测量电流源I_m输出的低结温测量电流则仍然会流过待测半导体器件样品，待测半导体器件样品内部的PN结被用做温度传感器。结温测量电流源I_m输出的低结温测量电流流过待测半导体器件样品产生的结电压是温度敏感参数，根据PN结的物理特性得到待测半导体器件样品在开关S₁关断期间的结温变化。开关S₁刚关断时结温最高，记为T_vj,max；开关S₁在下一次导通时结温最低，记为T_vj,min。结温变化幅度记为ΔT_vj(＝T_vj,max-T_vj,min)。

功率循环测试时，标准半导体器件主要以键合线退化和焊料层疲劳作为主要失效机理。在t_cycle10s时，通常以键合线退化作为主要失效机理，当V_CE/V_DS增加5％或者ΔT_vj增加20％，代表着键合线已经严重老化，这种测试模式称为秒级功率循环测试。t_cycle处在0.5min～5min时，通常以焊料疲劳作为主要失效机理，当R_thjh或ΔT_vj增加20％代表着焊接层已经出现严重开裂，这种测试模式称为分钟级功率循环测试。

由图1以及上述说明可知，功率循环测试时，待测半导体器件样品受到串联电气连接的影响，当串联的某一待测半导体器件样品出现失效时，电气回路出现断路，导致电流也无法再通过未失效的待测半导体器件样品而导致整个功率循环测试中止，测试人员必须手动将失效器件拆除并恢复电气连接后才能继续进行测试。

由于功率循环测试属于寿命测试，测试周期长，待测半导体器件样品的失效时间有一定的不确定性。在测试过程，需要操作人员定期去检查是否因待测半导体器件样品的失效而导致测试中断，并及时将失效待测半导体器件样品短路以恢复测试。