[发明专利]一种GCT单元胞门阴极特性识别装置和方法

说明书

本发明涉及半导体制造领域，公开了一种GCT单元胞门阴极特性识别装置和方法，装置包括电源模块，为检测模块输出第一电压参考地的电压；检测模块，分别与GCT单元胞门极端和阴极端连接，用于检测GCT单元胞门阴极梳条的状态，输出第一电压参考地的第一检测信号；处理模块，将第一检测信号转换为第二电压参考地的第二检测信号，第二电压参考地为GCT单元胞关断电路的电压参考地；控制模块，根据第二检测信号使能控制信号，控制信号用于控制GCT单元胞关断电路的导通状态。通过在GCT单元胞门阴极之间设计该识别装置，对GCT单元胞门阴极梳条状态进行识别，避免在施加驱动供电时导致GCT芯片被烧损，实现对GCT芯片的保护。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种GCT单元胞门阴极特性识别装置和方法。

背景技术

GCT(Gate-Commutated Thyristor，门极换流晶闸管)芯片由成千上万个单元胞梳条并联组成，在芯片制造、封装等过程中，存在其中某个或某几个单元胞GK(门阴极)耐压特性异常的情况，其具备GK(Gate cathode，门阴极)电阻特性。

IGCT(Integrated Gate-Commutated Thyristor，集成门极换流晶闸管)的开关控制由其配套的门极驱动单元实现，在IGCT关断时，阴极电流将会被换流到门极并通过门极驱动的关断电路实现硬关断，由于阴极电流会全部通过关断电路，因此关断电路通过多器件并联，如多关断MOSFET并联(Metal Oxide SemiconductorField EffectTransistor，半导体场效应管)以及多关断电容并联。而IGCT门极驱动为了实现频率性大电流硬关断，其关断电路的电容堆容量高达几十mF。

但是，当对存在GK耐压缺陷的GCT芯片施加驱动供电时，关断电容电压升高至击穿电压造成如图1所示的能量泄放回路，该泄放的能量将使得GCT芯片小面积烧损，造成芯片不可恢复性失效。

发明内容

本发明旨在对GCT芯片的单元胞门阴极特性进行提前识别，以便将门阴极特性存在缺陷的单元胞进行屏蔽，避免在施加驱动供电时因关断电容电压升高至击穿电压造成能量泄放而导致GCT芯片被烧损，从而实现对GCT芯片的保护，且不会对GCT芯片的正常驱动电路造成影响。

主要通过以下技术方案实现上述发明目的：

第一方面，一种GCT单元胞门阴极特性识别装置，包括：

电源模块，用于为检测模块输出第一电压参考地的电压。检测模块分别与GCT单元胞门极端和阴极端连接，用于检测GCT单元胞门阴极梳条的状态；电源模块上电后，检测模块根据GCT单元胞门阴极梳条的状态的检测结果，输出第一电压参考地的第一检测信号，第一检测信号可用于表征或判定GCT单元胞门阴极梳条的状态是否正常；检测模块将第一检测信号发送给处理模块。处理模块，将所述第一检测信号转换为第二电压参考地的第二检测信号，所述第二电压参考地为GCT单元胞关断电路的电压参考地；以便后续，控制模块根据所述第二检测信号使能控制信号，从而控制GCT单元胞关断电路的导通状态。比如，若检测GCT单元胞门阴极梳条的状态正常，则使能相应的控制信号控制GCT单元胞关断电路导通，否则，将使能相应的控制信号控制GCT单元胞关断电路保持断开状态；便于后续应用阶段，利用相关技术将已识别出的门阴极特性状态异常的GCT单元胞进行屏蔽。

第二方面，一种GCT单元胞门阴极特性识别方法，包括：