【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體測試，更具體地，涉及一種gan功率器件綜合老化應力測試系統及測試方法。
技術介紹
1、在實際應用領域，傳統硅基功率半導體器件的性能已經接近極限，無法進一步適應產業發展的新要求。因此，推廣氮化鎵(gan)功率器件變得至關重要，因為它們具有高頻率、高效率、高功率密度以及良好的耐高溫和抗輻射特性。然而，作為一種新興的功率器件，gan的生產工藝還不夠成熟，其失效模式和機理尚未完全明確，且缺乏可靠性模型，因此對其進行一系列的可靠性試驗尤為重要，例如目前具有代表性的高溫反偏試驗、高溫柵偏試驗以及功率循環試驗，然而這些可靠性試驗項目往往都在不同的獨立設備上實現，可能會引入一些額外變量給實驗帶來誤差，并且增加了實驗量。并且在此類高溫試驗中，在線監測被測器件的結殼溫度等熱參數也顯得格外關鍵。此外，gan功率器件還面臨著動態導通電阻特性的挑戰，大部分設備無法對此類動態參數進行在線測試。這些問題都嚴重制約了gan功率器件的廣泛應用。
2、而申請號為201510715870.1的中國專利技術申請公開了《功率器件的高溫反偏和高溫柵偏測試系統》，該系統由微機控制系統、電壓偏置系統、器件加熱系統和數據采集系統四個部分組成，根據所接入的被測器件端子的不同可以對被測器件進行高溫反偏測試或高溫柵偏測試，并在測試中對被測功率器件的泄漏電流的數據進行實時采集，可根據預先設定的失效標準，記錄高溫反偏和高溫柵偏的失效時間。其技術方案并未實現gan功率器件綜合老化應力測試。
技術實現思路
1、本
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案包括：
3、本專利技術第一方面提供了一種gan功率器件綜合老化應力測試系統，所述系統包括上位機模塊、中央控制系統、主電路模塊、電源模塊、示波器、溫度控制模塊以及被測器件插槽，其中中央控制系統存儲有高溫反偏模式程序、高溫柵偏模式程序、功率循環模式程序；
4、所述上位機模塊通過i/o接口與中央控制系統通信連接；所述上位機模塊用于向中央控制系統發送控制命令；
5、所述中央控制系統分別與所述主電路模塊、所述電源模塊以及所述溫度控制模塊通信連接；所述中央控制系統用于接收上位機的命令對溫度控制模塊、電源模塊、主電路模塊進行控制；
6、所述電源模塊與所述主電路模塊連接；
7、所述主電路模塊與所述示波器連接；
8、所述溫度控制模塊與所述被測器件插槽連接；
9、所述被測器件插槽與所述主電路模塊連接。
10、作為一種優選方案，所述上位機模塊由基于計算機中的程序構成。
11、作為一種優選方案，所述中央控制系統包括數字信號處理器芯片、輔助電路，其中所述數字信號處理器芯片存儲有高溫反偏模式程序、高溫柵偏模式程序、功率循環模式程序；所述數字信號處理器芯片通過可拆卸排針與所述輔助電路相連。
12、作為一種優選方案，所述主電路模塊包括pcb板以及設于pcb板上的電源變壓電路、信號調理電路、功率電路、鉗位電路、mos開關電路、adc電路、柵極驅動電路、關態應力時間控制電路、高壓電源電路、輔助電源電路、dc/dc降壓穩壓電路。
13、作為一種優選方案，所述溫度控制模塊包括工業液冷機、水泵電磁閥以及水管路；所述被測器件插槽包括導熱片；所述溫度控制模塊通過水泵電磁閥以及水管路與所述導熱片連接。
14、作為一種優選方案，所述導熱片設有凹槽，所述凹槽內設有熱電偶，所述熱電偶與所述adc電路、所述信號調理電路相連接。
15、作為一種優選方案，所述示波器包括差分探頭、接地探頭；所述差分探頭、接地探頭用于分別外接在所述鉗位電路、所述功率電路、所述被測器件插槽以監測被測器件的iv波形。
16、本專利技術第二方面提供了一種結殼熱阻測試方法，所述結殼熱阻測試方法基于前述的一種gan功率器件綜合老化應力測試系統實現，所述結殼熱阻測試方法包括：
17、a1：將gan芯片樣品與al基板焊接，并且按柵、漏、源的順序引出三個引腳用于接入老化應力測試系統的被測器件插槽；
18、a2：在不同溫度點測試漏源導通壓降與結溫的關系，得到結溫標定曲線；
19、a3：將所述結溫標定曲線對應的線性函數燒寫進數字信號處理器芯片中；
20、a4：通過主電路上的dc/dc降壓穩壓電路設置被測器件的柵極驅動電壓值，選擇功率循環模式并設置該模式下的測試參數；將被測器件安裝到被測器件插槽中；
21、a5：所述上位機模塊將所述測試參數與開始老化的指令發送到數字信號處理器芯片，中央控制系統首先打開功率循環模式通道，將水泵電磁閥、柵極驅動回路、老化電流功率回路的時序依次輸入主電路模塊，再由主電路模塊將處理后的信號輸入到被測器件，同時打開柵極通道，水泵電磁閥通道，負載電流通道，使器件在受到負載電流應力的條件下開始升溫，隨后關閉所有通道，進入降溫階段，溫度降到預設溫度后，重新開始升溫，進入下一個功率循環周期；
22、a7：所述數字信號處理器芯片打開測試電流通道，將200ma測試電流注入被測器件，得到此時被測器件漏源兩端的壓降，模擬信號再通過主電路中的采樣電路，adc轉換電路，信號調理電路后進入數字信號處理器芯片中根據預設的結溫標定曲線反推出被測器件的實時結溫，并且最后將數據通過通信串口發送到上位機模塊，由上位機模塊繪制實時結溫曲線圖；
23、a8：通過導熱硅脂掩埋在被測器件與被測器件插槽導熱片之間凹槽的熱電偶采集被測器件的殼溫，采集到的電信號經過adc采樣電路與調理電路進入到數字信號處理器芯片中進行處理并且反饋給上位機模塊進行殼溫圖表繪制，達到在線監測的目的；
24、a9：通過得到的實時結溫與殼溫，通過r?th＝(tj-tc)/p?load計算式得到實時熱阻，并且將數據反饋給上位機模塊，通過上位機模塊進行圖表繪制，實現在線監測被測器件結殼熱阻。
25、本專利技術第三方面提供了一種漏電流測試方法，所述漏電流測試方法基于前述的一種gan功率器件綜合老化應力測試系統實現，所述漏電流測試方法包括：
26、b1：將被測器件放入被測器件插槽中，并在接觸面上涂上均勻的導熱硅脂；
27、b2：在上位機模塊中設置好溫度與柵源電壓偏置或者漏源電壓偏置，選擇高溫柵偏或高溫反偏模式進行測試；
28、b3：試驗開始后，通過上位機模塊對數字信號處理器芯片發送指令，再通過數字信號處理器芯片將水泵電磁閥打開，由工業液冷機對冷卻液進行升溫，直到溫度達到預設值后，數字信號處理器芯片再將柵源通道或漏源通道打開，對被測器件施加高溫柵偏或高溫反偏電壓應力；
29、b4：在老化進程中，由數字信號處理器芯片打開測試電壓通道，輸入測試電壓到本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種GaN功率器件綜合老化應力測試系統，其特征在于，所述系統包括上位機模塊、中央控制系統、主電路模塊、電源模塊、示波器、溫度控制模塊以及被測器件插槽，其中中央控制系統存儲有高溫反偏模式程序、高溫柵偏模式程序、功率循環模式程序；
2.根據權利要求1所述的一種GaN功率器件綜合老化應力測試系統，其特征在于，所述上位機模塊由基于計算機中的程序構成。
3.根據權利要求1所述的一種GaN功率器件綜合老化應力測試系統，其特征在于，所述中央控制系統包括數字信號處理器芯片、輔助電路，其中所述數字信號處理器芯片存儲有高溫反偏模式程序、高溫柵偏模式程序、功率循環模式程序；所述數字信號處理器芯片通過可拆卸排針與所述輔助電路相連。
4.根據權利要求1所述的一種GaN功率器件綜合老化應力測試系統，其特征在于，所述主電路模塊包括PCB板以及設于PCB板上的電源變壓電路、信號調理電路、功率電路、鉗位電路、MOS開關電路、ADC電路、柵極驅動電路、關態應力時間控制電路、高壓電源電路、輔助電源電路、DC/DC降壓穩壓電路。
5.根據權利要求1所述的一種GaN功率
6.根據權利要求5所述的一種GaN功率器件綜合老化應力測試系統，其特征在于，所述導熱片設有凹槽，所述凹槽內設有熱電偶，所述熱電偶與所述ADC電路、所述信號調理電路相連接。
7.根據權利要求4所述的一種GaN功率器件綜合老化應力測試系統，其特征在于，所述示波器包括差分探頭、接地探頭；所述差分探頭、接地探頭用于分別外接在所述鉗位電路、所述功率電路、所述被測器件插槽以監測被測器件的IV波形。
8.一種結殼熱阻測試方法，所述結殼熱阻測試方法基于權利要求1至7任一項所述的一種GaN功率器件綜合老化應力測試系統實現，其特征在于，所述結殼熱阻測試方法包括：
9.一種漏電流測試方法，所述漏電流測試方法基于權利要求1至7任一項所述的一種GaN功率器件綜合老化應力測試系統實現，其特征在于，所述漏電流測試方法包括：
10.一種動態導通電阻測試方法，所述動態導通電阻測試方法基于權利要求1至7任一項所述的一種GaN功率器件綜合老化應力測試系統實現，其特征在于，所述動態導通電阻測試方法包括：
...【技術特征摘要】
1.一種gan功率器件綜合老化應力測試系統，其特征在于，所述系統包括上位機模塊、中央控制系統、主電路模塊、電源模塊、示波器、溫度控制模塊以及被測器件插槽，其中中央控制系統存儲有高溫反偏模式程序、高溫柵偏模式程序、功率循環模式程序；
2.根據權利要求1所述的一種gan功率器件綜合老化應力測試系統，其特征在于，所述上位機模塊由基于計算機中的程序構成。
3.根據權利要求1所述的一種gan功率器件綜合老化應力測試系統，其特征在于，所述中央控制系統包括數字信號處理器芯片、輔助電路，其中所述數字信號處理器芯片存儲有高溫反偏模式程序、高溫柵偏模式程序、功率循環模式程序；所述數字信號處理器芯片通過可拆卸排針與所述輔助電路相連。
4.根據權利要求1所述的一種gan功率器件綜合老化應力測試系統，其特征在于，所述主電路模塊包括pcb板以及設于pcb板上的電源變壓電路、信號調理電路、功率電路、鉗位電路、mos開關電路、adc電路、柵極驅動電路、關態應力時間控制電路、高壓電源電路、輔助電源電路、dc/dc降壓穩壓電路。
5.根據權利要求1所述的一種gan功率器件綜合老化應力測試系統，其特征在于，所述溫度控制模塊包括工業...
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