CN115598484A - 一种测试氮化镓晶体管的系统及方法、设备、介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及晶体管测试技术领域,具体而言,涉及一种测试氮化镓晶体管的系统及方法、设备、介质,包括第一测试模块,双刀双掷开关第一测试模块用于测试氮化镓晶体管的静态直流参数;第二测试模块,双刀双掷开关第二测试模块用于氮化镓晶体管的动态应用测试;切换模块,双刀双掷开关切换模块用于将氮化镓晶体管与第一测试模块连接接通,或,与第二测试模块连接接通的两种连接方式之间进行切换。本发明融合了常规的直流参数测试与应用场景下的动态测试,做到了测试种类覆盖度更高,通过切换模块切换应用测试电路后进行的动态应用测试以及根据前后两次直流参数测试数据的计算,对产品的潜在失效也有不错的筛选能力。
Description
技术领域
本发明涉及晶体管测试技术领域,具体而言,涉及一种测试氮化镓晶体管的系统及方法、设备、介质。
背景技术
氮化镓晶体管近年来在市场上的使用率逐步增加,其应用场景也随之扩大,凭借其优良的性能在多个方面开始替代传统的Si管,但是由于其材料研究时间较短,在制造过程中可能存在部分缺陷,一般采用下面两种方法进行测试:
1.使用常规ATE进行静态DC(直流)参数的测试,这是最原始的测试方法,按照SiMOS管的测试方法进行测试,使用普通的ATE即可完成,流程为编写测试程序—投料测试—根据测试结果(直流参数)区分PASSorFAI L。
2.使用ATE进行应用级的动态测试,该测试方法是以一种应用电路为基础,使GaN晶体管工作在动态模式下,并保持一段时间(100ms-2s)后通过检测电路状态来判断产品是否通过该项测试。流程为编写测试程序—投料测试—根据单项检测结果(检测电压)判断是否PASSorFAIL。
其中ATE为半导体测试机,但是现有技术存在测试项目单一、无法测试产品最接近真实应用场景的能力、不能对有潜在失效风险的产品有一个良好的筛查等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种测试氮化镓晶体管的系统及方法、设备、介质,来解决现有技术中测试项目单一的问题。
本发明的实施例通过以下技术方案实现:
一种测试氮化镓晶体管的系统,包括;
第一测试模块,所述第一测试模块用于测试氮化镓晶体管的静态直流参数;
第二测试模块,所述第二测试模块用于氮化镓晶体管的动态应用测试;
切换模块,所述切换模块用于将氮化镓晶体管与第一测试模块连接接通,
或,
与第二测试模块连接接通的两种连接方式之间进行切换。
在本发明的一实施例中,所述切换模块包括第一继电器、第二继电器和第三继电器;
所述第一继电器用于与氮化镓晶体管的漏级连接,所述第二继电器用于与氮化镓晶体管的源级和栅级连接,所述第三继电器用于与氮化镓晶体管的栅级连接;
所述第一测试模块和第二测试模块的其中一端与所述第一继电器连接,所述第一测试模块和第二测试模块的另一端与所述第三继电器连接;
所述第二测试模块的接地端与氮化镓晶体管的源极连接。
在本发明的一实施例中,所述第一继电器、第二继电器和第三继电器均包括六个触点和控制端,所述第一继电器的六个触点用于分别与氮化镓晶体管的漏级、第一测试模块和第二测试模块连接,所述第二继电器的六个触点用于分别与氮化镓晶体管的栅级和源级连接,所述第三继电器的六个触点用于分别与氮化镓晶体管的栅级、第一测试模块和第二测试模块连接。
在本发明的一实施例中,与氮化镓晶体连接的所述触点上设置有双刀双掷开关,所述双刀双掷开关用于将氮化镓晶体的对应端级与第一测试模块或者第二测试模块连接。
在本发明的一实施例中,所述第一模块为直流测试电路,所述第二模块为应用测试电路。
一种测试氮化镓晶体管的方法,包括;
对氮化镓晶体管进行通电测试氮化镓的静态直流参数;
测试完静态直流参数后,对氮化镓晶体管进行动态应用测试;
动态应用测试完成后,再次对氮化镓晶体管进行通电测试氮化镓的静态直流参数;
通过两次所获取的静态直流参数判断氮化镓晶体管是否具有隐患。
在本发明的一实施例中,所述通过两次所获取的静态直流参数判断氮化镓晶体管是否具有隐患还包括;
对两次所获取的静态直流参数进行运算,根据计算结果设置通过范围。
一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种测试氮化镓晶体管的方法。
一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种测试氮化镓晶体管的方法。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果:
本发明开创性的将应用动态测试置于测试环节之中,且两种类型的测试能做到互不干扰,融合了常规的直流参数测试与应用场景下的动态测试,做到了测试种类覆盖度更高,通过切换模块切换应用测试电路后进行的动态应用测试以及根据前后两次直流参数测试数据的计算,对产品的潜在失效也有不错的筛选能力,最终使GaN晶体管测试可靠度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的测试系统的连接示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
请参照图1,本发明提供的一种测试氮化镓晶体管的系统,主要包括了第一测试模块、第二测试模块和切换模块。
在本发明中的第一测试模块和第二测试模块可以分别是直流测试电路和应用测试电路。
直流测试电路模块用于测试氮化镓晶体管的静态直流参数,按照SiMOS管的测试方法进行测试,使用普通的ATE即可完成,流程为编写测试程序—投料测试—根据测试结果(直流参数)区分PASSorFAIL(通过或者未通过)。
具体的,直流测试电路模块:这一部分是进行GaN晶体管常规DC参数的测试,包括Vth(阈值电压),IGSS(栅极漏电流),Rdson(导通电阻),IDSS(漏极漏电流),VSD(反向导通电压)等等。通过与ATE相连之后,程序控制ATE进行测试以上参数并保存,此部分程序属于测试基础。
应用测试电路模块用于氮化镓晶体管的动态应用测试,使GaN晶体管工作在动态模式下,并保持一段时间(100ms-2s)后通过检测电路状态来判断产品是否通过该项测试。流程为编写测试程序—投料测试—根据单项检测结果(检测电压)判断是否PASSorFAIL(通过或者未通过)。
其中整个系统中设置有一个切换模块,该主要切换模块主要用于切换与氮化镓晶体管连接的测试电路,使氮化镓晶体管进行不同的测试,氮化镓晶体管一般以半导体测试机(ATE)为载体,氮化镓晶体管通过半导体测试机与测试电路进行连接。例如,默认状态为氮化镓晶体管通过半导体测试机与直流测试电路模块连接,需要切换时,切换模块可以将与直流测试电路模块连接切换成与应用测试电路模块连接,亦或者切换回直流测试电路模块。
本发明融合了常规的直流参数测试与应用场景下的动态测试,做到了测试种类覆盖度更高,将两种方案在一次测试中分别切换开测试,同时实现了静态参数的测试以及应用动态测试,通过切换模块切换应用测试电路后进行的动态应用测试以及根据前后两次直流参数测试数据的计算,对产品的潜在失效也有不错的筛选能力,最终使GaN晶体管测试可靠度更高。
本发明的一个实例性实施方式,切换模块包括第一继电器、第二继电器和第三继电器,第一继电器、第二继电器和第三继电器分别控制晶体管源级、漏级以及栅级的连接。
第一继电器用于与氮化镓晶体管的漏级连接,第二继电器用于与氮化镓晶体管的源级和栅级连接,第三继电器用于与氮化镓晶体管的栅级连接;
第一测试模块和第二测试模块的其中一端与第一继电器连接,第一测试模块和第二测试模块的另一端与第三继电器连接。
在本发明的一实施例中,第一继电器、第二继电器和第三继电器均包括六个触点和控制端,第一继电器的六个触点用于分别与氮化镓晶体管的漏级、第一测试模块和第二测试模块连接,第二继电器的六个触点用于分别与氮化镓晶体管的栅级和源级连接,第三继电器的六个触点用于分别与氮化镓晶体管的栅级、第一测试模块和第二测试模块连接,并且与氮化镓晶体连接的触点上设置有双刀双掷开关,双刀双掷开关用于将氮化镓晶体的对应端级与第一测试模块或者第二测试模块连接。
更详细的是,第一继电器、第二继电器和第三继电器均采用一致的双刀双掷继电器,本实施例中的继电器的具有六个连接点和控制端,如图1所示,为了方便更好的示意连接位置,直流测试电路上标注了连接端COM1和COM2,应用测试电路标注了连接端COM3和COM4,晶体管所示的D为漏极,S为源极,G为栅极,为了保证动态应用测试下所产生的高能量通路,使用的是大功率机械继电器。
第一继电器的六个触点其中部两个连接点通过半导体测试机(ATE)与氮化镓晶体管的漏极(图1中所示的D端)进行连接,该中部的两个连接点的两侧分别为应用测试电路和直流测试电路的连接点,分别为COM2和COM4,即,图1中第一继电器上标注了COM2和COM4的触点,分别与直流测试电路上的COM2连接端和应用测试电路的COM4连接端连接。
第二继电器的六个触点其中两个连接点通过半导体测试机(ATE)与氮化镓晶体管的栅极(图1中所示的G端)进行连接,其中两个连接点通过半导体测试机(ATE)与氮化镓晶体管的源极(图1中所示的S端)和栅极(图1中所示的G端)进行连接。
第三继电器的六个触点其中中部两个连接点通过半导体测试机(ATE)与氮化镓晶体管的栅极(图1中所示的G端)进行连接,该中部的两个连接点的两侧分别为应用测试电路和直流测试电路的连接点,分别为COM1和COM3,即,图1中第三继电器上标注了COM1和COM3的触点,分别与直流测试电路上的COM1连接端和应用测试电路的COM3连接端连接。
需要说明的是,本方案增加了使源级与栅级相连的第二继电器,去除了源级与应用测试电路的GND(接地端)的继电器,使源级与应用测试电路的GND(接地端)直连,有效消除了现有方案的栅极-源极切换时产生的电压震荡所导致的产品损伤。
初始状态下,第一继电器的双刀双掷开关闭合连通漏极的触点与直流测试电路的触点,为常闭端,应用测试电路的触点则处于断开状态,为常开端。
第二继电器的双刀双掷开关闭合连通栅极和第二继电器空置的触点,为常闭端,源极连接的触点则处于断开状态,为常开端。
第三继电器的双刀双掷开关闭合栅极的触点与直流测试电路的触点,为常闭端,应用测试电路的触点则处于断开状态,为常开端。
在使用时,首先晶体管的源极与应用测试电路的接地端是一直保持相连的,默认状态下,晶体管的漏极与栅极分别通过第一继电器和第三继电器与直流测试电路连接,第一继电器、第二继电器和第三继电器的双刀双掷开关处于常闭端,常开端的应用测试电路则未连接,切换时,第一继电器、第二继电器和第三继电器的切换双刀双掷开关变换闭合方向,断开常闭端,连通常开端,完成切换到应用测试电路,在切换时只需要等待双刀双掷开关闭合或是断开的动作时间就能实现电路切换,并且始终保持接入电路。
本发明还提供一种测试氮化镓晶体管的方法,包括;
对氮化镓晶体管进行通电测试氮化镓的静态直流参数;
测试完静态直流参数后,对氮化镓晶体管进行动态应用测试;
动态应用测试完成后,再次对氮化镓晶体管进行通电测试氮化镓的静态直流参数;
通过两次所获取的静态直流参数判断氮化镓晶体管是否具有隐患。
其次,通过两次所获取的静态直流参数判断氮化镓晶体管是否具有隐患还包括;
对两次所获取的静态直流参数进行运算,运算可以为除法和减法等计算方式,具体为对两次所获取的静态直流参数进行相减、比值等运算,根据计算结果设置通过范围。
通过一个具体的实例来对上述方法进行解释说明,整体硬件结构则采用上述系统,待测物晶体管通过测试电路板与“测试夹具”用专用排线与半导体测试机(ATE)相连接,半导体测试机(ATE)与直流测试电路依靠第一继电器、第二继电器和第三继电器常闭端默认连接在一起,测试流程首先通电即测试氮化镓晶体管的静态直流参数,这里记作FT1测试,得到需要的数据后,控制切换模块马上切换至应用测试电路,再控制应用电路通电完成测试,记作AT(Application Test),在之后继电器模组切换回直流测试电路,测试AT后的直流参数,称之为FT2测试,从FT1—AT—FT2测试得到的最终结果,即动态测试。
关于数据的计算,在AT前后两次进行的FT测试,都各自得到了相应的DC数据,通过半导体测试机(ATE)软件编程对两次测试所得的数据相比或者相减(例如Vth2/Vth1,Rdson2/Rdson1,IGSS2/IGSS1,Vth2-Vth1,Rdson2-Rdson1,IGSS2-IGSS1等),根据计算结果设定通过范围,有异常的产品在测试计算时往往发现其Vth2等FT2测试结果没有明显异常,但是计算得出的结果与其它正常产品出现明显分化的现象,因此可以根据这个结果裁定存在异常隐患的产品。
例如,第一次FT测试的IGSS记作IGSS1,第二次测试的IGSS记作IGSS2,计算IGSS2/IGSS1的比值,通过测试数据发现通常小于1.0~1.05。
一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,处理器执行计算机程序时实现上述的一种测试氮化镓晶体管的方法。
一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述的一种测试氮化镓晶体管的方法
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种测试氮化镓晶体管的系统,其特征在于,包括;
第一测试模块,所述第一测试模块用于测试氮化镓晶体管的静态直流参数;
第二测试模块,所述第二测试模块用于氮化镓晶体管的动态应用测试;
切换模块,所述切换模块用于将氮化镓晶体管与第一测试模块连接接通,
或,
与第二测试模块连接接通的两种连接方式之间进行切换。
2.如权利要求1所述的一种测试氮化镓晶体管的系统,其特征在于,所述切换模块包括第一继电器、第二继电器和第三继电器;
所述第一继电器用于与氮化镓晶体管的漏级连接,所述第二继电器用于与氮化镓晶体管的源级和栅级连接,所述第三继电器用于与氮化镓晶体管的栅级连接;
所述第一测试模块和第二测试模块的其中一端与所述第一继电器连接,所述第一测试模块和第二测试模块的另一端与所述第三继电器连接;
所述第二测试模块的接地端与氮化镓晶体管的源极连接。
3.如权利要求2所述的一种测试氮化镓晶体管的系统,其特征在于,所述第一继电器、第二继电器和第三继电器均包括六个触点和控制端,所述第一继电器的六个触点用于分别与氮化镓晶体管的漏级、第一测试模块和第二测试模块连接,所述第二继电器的六个触点用于分别与氮化镓晶体管的栅级和源级连接,所述第三继电器的六个触点用于分别与氮化镓晶体管的栅级、第一测试模块和第二测试模块连接。
4.如权利要求3所述的一种测试氮化镓晶体管的系统,其特征在于,与氮化镓晶体连接的所述触点上设置有双刀双掷开关,所述双刀双掷开关用于将氮化镓晶体的对应端级与第一测试模块或者第二测试模块连接。
5.如权利要求1所述的一种测试氮化镓晶体管的系统,其特征在于,所述第一测试模块为直流测试电路,所述第二测试模块为应用测试电路。
6.一种测试氮化镓晶体管的方法,其特征在于,包括;
对氮化镓晶体管进行通电测试氮化镓的静态直流参数;
测试完静态直流参数后,对氮化镓晶体管进行动态应用测试;
动态应用测试完成后,再次对氮化镓晶体管进行通电测试氮化镓的静态直流参数;
通过两次所获取的静态直流参数判断氮化镓晶体管是否具有隐患。
7.根据权利要求6所述的一种测试氮化镓晶体管的方法,其特征在于,所述通过两次所获取的静态直流参数判断氮化镓晶体管是否具有隐患还包括;
对两次所获取的静态直流参数进行运算,根据计算结果设置通过范围。
8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求6至7中任一项所述的一种测试氮化镓晶体管的方法。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6至7中任一项所述的一种测试氮化镓晶体管的方法。
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CN116540059A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-04 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体芯片测试方法、装置、设备及存储介质 |
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