CN116203370A - Mos型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法、测试设备 - Google Patents

Mos型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法、测试设备 Download PDF

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CN116203370A CN202310013311.0A CN202310013311A CN116203370A CN 116203370 A CN116203370 A CN 116203370A CN 202310013311 A CN202310013311 A CN 202310013311A CN 116203370 A CN116203370 A CN 116203370A
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蒋华平
廖瑞金
戚晓伟
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Abstract

本公开提供一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法、测试设备。该测试方法中，在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号，所述驱动信号为矩形波，所述矩形波的上升沿斜率可调，且可调范围在50V/μs至1200V/μs的范围内，所述矩形波的下降沿斜率可调，且可调范围在100V/μs至1200V/μs的范围内。

Description

MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法、测试设备
技术领域
本公开属于半导体器件测试技术领域，具体涉及一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法和测试设备。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
MOS型半导体器件例如是金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。MOS型半导体器件的阈值电压稳定性相对较差。故需要对MOS型半导体器件的阈值电压稳定性进行测试。
发明内容
本公开提供一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法、测试设备。
本公开采用如下技术方案：一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号，所述驱动信号为矩形波，所述矩形波的上升沿斜率可调，且可调范围在50V/μs至1200V/μs的范围内，所述矩形波的下降沿斜率可调，且可调范围在100V/μs至1200V/μs的范围内。
在一些实施例中，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的高电平稳定电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V，所述驱动信号的低电平稳定电压小于或等于0V，且大于或等于-20V；或者，
所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的低电平稳定电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-30V，所述驱动信号的高电平稳定电压大于或等于0V，且小于或等于20V。
本公开采用如下技术方案：一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号，所述驱动信号可表示为矩形波与至少一个震荡衰减信号的叠加；
单个所述震荡衰减信号使得所述驱动信号的上升沿的最高电压高于所述矩形波的高电平稳定电压，所述驱动信号从所述最高电压的时刻起经震荡衰减后稳定为所述矩形波的高电平稳定电压；和/或，
单个所述震荡衰减信号使得所述驱动信号的下降沿的最低电压低于所述矩形波的低电平稳定电压，所述驱动信号从所述最低电压时刻起经震荡衰减后稳定为所述矩形波的低电平稳定电压。
在一些实施例中，所述驱动信号的最高电压与其高电平稳定电压的差记为ΔVGSon，满足：0.5V≤ΔVGSon≤10V；和/或，所述驱动信号的低电平稳定电压与其最低电压的差记为ΔVGSoff，满足：0.5V≤ΔVGSoff≤10V。
在一些实施例中，所述驱动信号的上升沿斜率和下降沿斜率均大于或等于100V/μs，且均小于或等于1500V/μs。
在一些实施例中，所述震荡衰减信号的衰减率大于或等于0.1，且小于或等于0.9。
在一些实施例中，所述MOS型半导体器件为N型，所述矩形波的高电平稳定电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V，所述矩形波的低电平稳定电压小于或等于0V，且大于或等于-20V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述矩形波的低电平稳定电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-30V，所述矩形波的高电平稳定电压大于或等于0V，且小于或等于20V。
本公开采用如下技术方案：一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；
所述驱动信号可表示为：在矩形波的上升沿顶点时刻起叠加一个正脉冲信号，随后所述驱动信号保持为所述矩形波的高电平稳定电压；和/或，在所述矩形波的下降沿最低点时刻起叠加一个负脉冲信号，随后所述驱动信号保持为所述矩形波的低电平稳定电压。
在一些实施例中，所述驱动信号的最高电压与其高电平稳定电压的差记为ΔVGSon，满足：0V＜ΔVGSon≤10V；和/或，所述驱动信号的低电平稳定电压与其最低电压的差记为ΔVGSoff，满足：0V＜ΔVGSoff≤10V。
在一些实施例中，所述驱动信号的上升沿斜率和下降沿斜率均大于或等于100V/μs，且均小于或等于1500V/μs。
在一些实施例中，所述MOS型半导体器件为N型，所述矩形波的高电平稳定电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V，所述矩形波的低电平稳定电压小于或等于0V，且大于或等于-20V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述矩形波的低电平稳定电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-30V，所述矩形波的高电平稳定电压大于或等于0V，且小于或等于20V。
本公开采用如下技术方案：一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；
所述驱动信号可表示为尖端平滑过渡的三角波。
在一些实施例中，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的最高电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于40V，所述驱动信号的最低电压小于或等于0V，且大于或等于-30V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-40V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于30V。
本公开采用如下技术方案：一种MOS开关器件的测试方法，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；
所述驱动信号可表示为带直流偏置电压的正弦信号。
在一些实施例中，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的最高电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于40V，所述驱动信号的最低电压小于或等于0V，且大于或等于-30V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-40V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于30V。
在一些实施例中，所述直流偏置电压大于或等于-17V，且小于或等于20V。
本公开采用如下技术方案：一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；
所述驱动信号为锯齿波，所述锯齿波的上升沿斜率大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，下降沿斜率大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs；或者，所述锯齿波的下降沿斜率大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，上升沿斜率大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs。
在一些实施例中，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的最高电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于40V，所述驱动信号的最低电压小于或等于0V，且大于或等于-30V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-40V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于30V。
在一些实施例中，所述驱动信号的频率在2kHz到10MHz的范围内。
本公开采用如下技术方案：一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；
所述驱动信号为梯形波，所述梯形波的上升沿斜率大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，下降沿斜率大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs；或者，所述梯形波的下降沿斜率大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，上升沿斜率大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs。
在一些实施例中，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的最高电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V，所述驱动信号的最低电压小于或等于0V，且大于或等于-20V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-30V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于20V。
在一些实施例中，所述驱动信号的频率在10kHz到10MHz的范围内。
本公开采用如下技术方案：一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试设备，被配置为执行前述的测试方法。
本公开的一些实施例有助于MOS型半导体器件的老化，且能应对MOS型半导体器件的差异化的特性。
附图说明
图1是相关技术中对碳化硅MOSFET进行测试的驱动波形图。
图2是本公开实施例的MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
图3a至图3c分别是本公开另外一些实施例的MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
图4a至图4c分别是本公开另外一些实施例的MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
图5是本公开另一实施例的MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
图6是本公开另一实施例的MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
图7是本公开另一实施例的MOS半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
图8是本公开另一实施例的MOS半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
图9是本公开另一实施例的MOS半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
图10是本公开另一实施例的MOS半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
具体实施方式
下面结合附图所述的实施例对本公开作进一步说明。
图1是相关技术中对碳化硅MOSFET进行测试的驱动波形图。测试过程依次为老化阶段、过渡阶段和阈值测量阶段。
在老化阶段，向碳化硅MOSFET的栅极和第一极之间施加驱动信号VGS。驱动信号VGS的占空比固定为50％。驱动信号VGS的上升沿斜率和下降沿斜率固定且相等。
在过渡阶段，间隔一段时间之后，向碳化硅MOSFET的栅极和第一极之间施加一个负电压脉冲(例如-10V)。随后间隔一段时间之后，向碳化硅MOSFET的栅极和第一极之间施加一个正电压脉冲(例如15V)。过渡阶段的作用是使器件在测量阈值前的电平状态保持一致，以提高阈值测量的准确性。
在阈值测量阶段，采用各种已知的测试方法测量碳化硅MOSFET的阈值电压。
本公开的发明人研究发现，以上测试方法在老化阶段的驱动信号VGS的上升沿斜率与下降沿斜率固定且相等，并应用于所有的MOS型半导体器件。例如对于一些沟槽栅型的MOS型半导体器件，使其有效老化的驱动信号VGS的上升沿斜率可以大于下降沿斜率。以上测试方法无法适应MOS型半导体器件差异化的特征。
基于以上研究，本公开的发明人提出了更加灵活的驱动信号VGS的施加方式，以达到较佳的器件老化效果。
需要说明的是，以下实施例虽然是以N型MOSFET为例进行说明，但相同的发明构思也可以用于P型MOSFET或者诸如IGBT的其他类型的MOS型半导体器件中。
需要说明的是，本公开的实施例关注的是如何高效地使MOS型半导体器件老化，对于过渡阶段和阈值测量阶段的驱动信号波形不做限定。
图2是本公开实施例的MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
在图2所展示的MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法中，在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号VGS，所述驱动信号VGS为矩形波，所述矩形波的上升沿斜率(Turn-on dVGS/dt)可调，且可调范围在50V/μs至1200V/μs的范围内，所述矩形波的下降沿斜率(Turn-off dVGS/dt)可调，且可调范围在100V/μs至1200V/μs的范围内。
对于MOSFET，其第一极为源极，第二极为漏极。对于IGBT，其第一极为发射极，第二极为集电极。
对于一些平面栅MOSFET，促使其迅速老化的驱动信号VGS的上升沿斜率和下降沿斜率可以是相等的。
对于一些沟槽栅MOSFET，促使其迅速老化的驱动信号的上升沿斜率和下降沿斜率可以是不等的。
对于不同类型的MOS型半导体器件，促使其有效老化的驱动信号VGS的上升沿斜率可能是不同的。对于不同类型的MOS型半导体器件，促使其有效老化的驱动信号VGS的下降沿斜率可能是不同的。
以上驱动信号VGS的上升沿斜率和下降沿斜率的数值范围可以适应绝大多数MOS型半导体器件的的老化需求。
在一个实施例中，驱动信号VGS的上升沿斜率可调范围是50V/μs至1200V/μs，驱动信号VGS的的下降沿斜率的可调范围是100V/μs至1200V/μs。
可选地，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号VGS的高电平稳定电压VGSon大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V，所述驱动信号VGS的低电平稳定电压VGSoff小于或等于0V，且大于或等于-20V。
在另外一些实施例中，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的低电平稳定电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，所述驱动信号的高电平稳定电压大于或等于0V。
以上设置方法能够有效促进MOS型半导体器件迅速老化且能够保证器件安全。
在图2所述的实施例中，所述驱动信号的占空比在10％至90％的范围内，所述驱动信号的频率在10kHz至10MHz的范围内。
图3a、图3b和图3c分别是本公开另外一些实施例的MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
在这些实施例中，在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号VGS，所述驱动信号VGS可表示为矩形波与至少一个震荡衰减信号的叠加；
单个所述震荡衰减信号使得所述驱动信号VGS的上升沿的最高电压高于所述矩形波的高电平稳定电压VGSon，所述驱动信号VGS从所述最高电压的时刻起经震荡衰减后稳定为所述矩形波的高电平稳定电压VGSon；和/或，
单个所述震荡衰减信号使得所述驱动信号VGS的下降沿的最低电压低于所述矩形波的低电平稳定电压VGSoff，所述驱动信号VGS从所述最低电压时刻起经震荡衰减后稳定为所述矩形波的低电平稳定电压VGSoff。
在这些实施例中，一方面MOS型半导体器件在导通或关断过程中的状态是不稳定的，另一方面MOS型半导体器件在导通或关断的过程中有部分时段驱动信号号VGS是高于高电平稳定电压VGSon或者低于低电平稳定电压VGSoff的，这2点都会加速MOS型半导体器件的老化。同时驱动信号VGS特别高或者特别低的时段并不会太长，这能够避免器件直接损伤失效。
可选地，所述驱动信号VGS的最高电压与其高电平稳定电压VGSon的差记为ΔVGSon，满足：0.5V≤ΔVGSon≤10V；和/或，所述驱动信号VGS的低电平稳定电压VGSoff与其最低电压的差记为ΔVGSoff，满足：0.5V≤ΔVGSoff≤10V。
最高电压过高或者最低电压过低容易直接造成MOS型半导体器件失效。最高电压与高电平稳定电压的差异或者最低电压与低电平稳定电压的差异过小则促进MOS型半导体器件老化的效果不明显且难于控制。
可选地，所述驱动信号VGS的上升沿斜率和下降沿斜率均大于或等于100V/μs，且均小于或等于1500V/μs。
该斜率范围可以满足绝大多数MOS型半导体器件的老化需求。
可选地，所述震荡衰减信号的衰减率大于或等于0.1，且小于或等于0.9。
衰减率是一个比值，它的定义是相邻两个波幅值之差与前一个波幅值的比值，所以它的单位是“1”。这里设计范围为0.1～0.9是为了使震荡时间小于整个周期时间的10％。
可选地，所述MOS型半导体器件为N型，所述矩形波的高电平稳定电压VGSon大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V；所述矩形波的低电平稳定电压VGSoff小于或等于0V，且大于或等于-20V。
可选地，所述MOS型半导体器件为P型，所述矩形波的低电平稳定电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-30V，所述矩形波的高电平稳定电压大于或等于0V，且小于或等于20V。
以上电压范围即可以加速MOS型半导体器件的老化，又不会直接损坏MOS型半导体器件。
在以上实施例中，所述驱动信号VGS中矩形波部分的占空比在10％至90％的范围内，所述驱动信号VGS的频率在10kHz至10MHz的范围内。
图4a至图4c分别是本公开另外一些实施例的MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
在这些实施例中，在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号VGS；
所述驱动信号VGS可表示为：在矩形波的上升沿顶点时刻起叠加一个正脉冲信号，随后所述驱动信号VGS保持为所述矩形波的高电平稳定电压VGSon；和/或，在所述矩形波的下降沿最低点时刻起叠加一个负脉冲信号，随后所述驱动信号VGS保持为所述矩形波的低电平稳定电压VGSoff。
MOS型半导体器件在导通或关断的之后有部分时段驱动信号号VGS是高于高电平稳定电压VGSon或者低于低电平稳定电压VGSoff的，这会加速MOS型半导体器件的老化。同时驱动信号VGS特别高或者特别低的时段并不会太长，这能够避免器件直接损伤失效。
可选地，所述驱动信号VGS的最高电压与其高电平稳定电压VGSon的差记为ΔVGSon，满足：0V＜VGSon≤10V；和/或，所述驱动信号VGS的低电平稳定电压VGSoff与其最低电压的差记为ΔVGSoff，满足：0V＜ΔVGSoff≤10V。
这些实施例的信号波形相对规整，较为容易实现，故等效的脉冲信号的幅度更可以设置地比较小。
可选地，所述驱动信号VGS的上升沿斜率和下降沿斜率均大于或等于100V/μs，且均小于或等于1500V/μs。
可选地，所述MOS型半导体器件为N型，所述矩形波VGS的高电平稳定电压VGSon大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V；所述矩形波VGS的低电平稳定电压VGSoff小于或等于0V，且大于或等于-20V。
可选地，所述MOS型半导体器件为P型，所述矩形波的低电平稳定电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-30V，所述矩形波的高电平稳定电压大于或等于0V，且小于或等于20V。
在以上实施例中，所述驱动信号VGS中矩形波部分的占空比在10％至90％的范围内，所述驱动信号VGS的频率在10kHz至10MHz的范围内。
图5是本公开另一实施例的MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号VGS；
所述驱动信号VGS可表示为尖端平滑过渡的三角波，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号VGS的最高电压VGSon大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于40V；所述驱动信号VGS的最低电压VGSoff小于或等于0V，且大于或等于-30V。
可选地，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-40V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于30V。
MOS型半导体器件交替地进入导通过程和关断过程，且维持稳定导通或维持稳定关断的时间非常短，这有利于加速MOS型半导体器件的老化。
进一步，可以根据待测试MOS型半导体器件的特性而对三角波的上升时间t2和下降时间t1进行差异化的设计。例如二者可以相等或不等，从而适应待测试MOS型半导体器件的特性。
图6是本公开另一实施例的MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
在图6所示的实施例中，在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号VGS；
所述驱动信号VGS可表示为带直流偏置电压的正弦信号。
如此设计的驱动信号VGS波形，可以通过调整直流偏置电压的大小而适应不同待测试MOS型半导体器件的特性，从而有效促进待测试MOS型半导体器件老化。
为有效促进待测试MOS型半导体器件老化且不会直接造成待测试MOS型半导体器件失效，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号VGS的最高电压VGSon大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于40V；所述驱动信号VGS的最低电压VGSoff小于或等于0V，且大于或等于-30V。
可选地，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-40V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于30V。
具体地，所述直流偏置电压大于或等于-17V，且小于或等于20V。该数值范围可满足多数MOS型半导体器件的测试要求。
图7和图8分别是本公开另一实施例的MOS半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
参考图7和图8，本公开的实施例还提供一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，包括：在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；所述驱动信号为锯齿波，所述锯齿波的上升沿斜率大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，下降沿斜率大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs；或者，所述锯齿波的下降沿斜率大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，上升沿斜率大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs。
锯齿波的上升沿和下降沿便于独立设计，便于单独研究驱动信号上升沿斜率和下降沿斜率对阈值电压漂移的影响。
例如，当需要考察上升沿斜率对阈值电压漂移的影响时，可以将下降沿斜率设置地小于上升沿斜率。当需要考察下降沿斜率对阈值电压漂移的影响时，可以将上升沿斜率设置地小于下降沿斜率。
图7所示的实施例中，锯齿波的下降时间t1大于其上升时间t2。在图8所示的实施例中，锯齿波的下降时间t1小于其上升时间t2。
在一些实施例中，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的最高电压VGSon大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于40V，所述驱动信号的最低电压VGSoff小于或等于0V，且大于或等于-30V。
在另一些实施例中，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-40V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于30V。
在一些实施例中，所述驱动信号的频率在2kHz到10MHz的范围内。由于锯齿波的波形更容易控制，其最低频率相对较低。
在整个测试阶段，MOS型半导体器件始终处于关断和导通的过程中，有助于加速MOS型半导体器件的老化。
图9是本公开另一实施例的MOS半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。图10是本公开另一实施例的MOS半导体器件的阈值电压稳定性测试方法的波形图。
参考图9和图10，本公开一些实施例提供一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；
所述驱动信号为梯形波，所述梯形波的上升沿斜率Turn-on dVGS/dt大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，下降沿斜率Turn-off dVGS/dt大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs；或者，所述梯形波的下降沿斜率Turn-off dVGS/dt大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，上升沿斜率Turn-on dVGS/dt大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs。
由于梯形波上升沿和下降沿便于独立设计，便于单独研究驱动信号上升沿斜率和下降沿斜率对阈值电压漂移的影响。
例如，当需要考察上升沿斜率对阈值电压漂移的影响时，可以将下降沿斜率设置地小于上升沿斜率。当需要考察下降沿斜率对阈值电压漂移的影响时，可以将上升沿斜率设置地小于下降沿斜率。
在一些实施例中，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的最高电压VGSon大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V，所述驱动信号的最低电压VGSoff小于或等于0V，且大于或等于-20V。
在另一些实施例中，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-30V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于20V。
在一些实施例中，所述驱动信号的频率在10kHz到10MHz的范围内。
在一些实施例中，所述驱动信号的占空比在10％至90％之间。
需要说明的是，以上实施例中的驱动信号均是连续波形，各附图中展示的是其中一个周期或有限几个周期的波形。
本公开采用如下技术方案：一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试设备，被配置为执行前述的测试方法。
需要说明的是，以上各实施例均是为了使MOS型半导体器件在老化阶段有效地老化，各个实施例的技术特征可以进行组合使用。例如上升沿斜率、下降沿斜率、上升时间、下降时间这些参数可以是固定的，也可以是可调的；
基于相同的发明构思，本公开实施例还提供一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试设备，被配置为执行前述的测试方法。
本公开中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
本公开的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变形而不脱离本公开的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本公开权利要求及其等同技术的范围，则本公开的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (23)

1.一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，其特征在于，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号，所述驱动信号为矩形波，所述方波的上升沿斜率可调，且可调范围在50V/μs至1200V/μs的范围内，所述矩形波的下降沿斜率可调，且可调范围在100V/μs至1200V/μs的范围内。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的高电平稳定电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V，所述驱动信号的低电平稳定电压小于或等于0V，且大于或等于-20V；或者，
所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的低电平稳定电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-30V，所述驱动信号的高电平稳定电压大于或等于0V，且小于或等于20V。
3.一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，其特征在于，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号，所述驱动信号可表示为矩形波与至少一个震荡衰减信号的叠加；
单个所述震荡衰减信号使得所述驱动信号的上升沿的最高电压高于所述矩形波的高电平稳定电压，所述驱动信号从所述最高电压的时刻起经震荡衰减后稳定为所述矩形波的高电平稳定电压；和/或，
单个所述震荡衰减信号使得所述驱动信号的下降沿的最低电压低于所述矩形波的低电平稳定电压，所述驱动信号从所述最低电压时刻起经震荡衰减后稳定为所述矩形波的低电平稳定电压。
4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述驱动信号的最高电压与其高电平稳定电压的差记为ΔVGSon，满足：0.5V≤ΔVGSon≤10V；和/或，所述驱动信号的低电平稳定电压与其最低电压的差记为ΔVGSoff，满足：0.5V≤ΔVGSoff≤10V。
5.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述驱动信号的上升沿斜率和下降沿斜率均大于或等于100V/μs，且均小于或等于1500V/μs。
6.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述震荡衰减信号的衰减率大于或等于0.1，且小于或等于0.9。
7.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述MOS型半导体器件为N型，所述矩形波的高电平稳定电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V，所述矩形波的低电平稳定电压小于或等于0V，且大于或等于-20V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述矩形波的低电平稳定电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-30V，所述矩形波的高电平稳定电压大于或等于0V，且小于或等于20V。
8.一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，其特征在于，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；
所述驱动信号可表示为：在矩形波的上升沿顶点时刻起叠加一个正脉冲信号，随后所述驱动信号保持为所述矩形波的高电平稳定电压；和/或，在所述矩形波的下降沿最低点时刻起叠加一个负脉冲信号，随后所述驱动信号保持为所述矩形波的低电平稳定电压。
9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述驱动信号的最高电压与其高电平稳定电压的差记为ΔVGSon，满足：0V＜ΔVGSon≤10V；和/或，所述驱动信号的低电平稳定电压与其最低电压的差记为ΔVGSoff，满足：0V＜ΔVGSoff≤10V。
10.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述驱动信号的上升沿斜率和下降沿斜率均大于或等于100V/μs，且均小于或等于1500V/μs。
11.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述MOS型半导体器件为N型，所述矩形波的高电平稳定电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V，所述矩形波的低电平稳定电压小于或等于0V，且大于或等于-20V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述矩形波的低电平稳定电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-30V，所述矩形波的高电平稳定电压大于或等于0V，且小于或等于20V。
12.一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，其特征在于，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；
所述驱动信号可表示为尖端平滑过渡的三角波。
13.根据权利要求12所述的测试方法，其特征在于，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的最高电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于40V，所述驱动信号的最低电压小于或等于0V，且大于或等于-30V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-40V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于30V。
14.一种MOS开关器件的测试方法，其特征在于，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；
所述驱动信号可表示为带直流偏置电压的正弦信号。
15.根据权利要求14所述的测试方法，其特征在于，
所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的最高电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于40V，所述驱动信号的最低电压小于或等于0V，且大于或等于-30V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-40V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于30V。
16.根据权利要求14所述的测试方法，其特征在于，所述直流偏置电压大于或等于-17V，且小于或等于20V。
17.一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，其特征在于，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；
所述驱动信号为锯齿波，所述锯齿波的上升沿斜率大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，下降沿斜率大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs；或者，所述锯齿波的下降沿斜率大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，上升沿斜率大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs。
18.根据权利要求17所述的测试方法，其特征在于，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的最高电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于40V，所述驱动信号的最低电压小于或等于0V，且大于或等于-30V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-40V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于30V。
19.根据权利要求17所述的测试方法，其特征在于，所述驱动信号的频率在2kHz到10MHz的范围内。
20.一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试方法，其特征在于，包括：
在老化阶段，向所述MOS型半导体器件的栅极和第一极之间施加驱动信号；
所述驱动信号为梯形波，所述梯形波的上升沿斜率大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，下降沿斜率大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs；或者，所述梯形波的下降沿斜率大于或等于100V/μs且小于或等于2000V/μs，上升沿斜率大于或等于0.2V/μs且小于或等于500V/μs。
21.根据权利要求20所述的测试方法，其特征在于，所述MOS型半导体器件为N型，所述驱动信号的最高电压大于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且小于或等于30V，所述驱动信号的最低电压小于或等于0V，且大于或等于-20V；或者，所述MOS型半导体器件为P型，所述驱动信号的最低电压小于或等于所述MOS型半导体器件的阈值电压，且大于或等于-30V，所述驱动信号的的最高电压大于或等于0V，且小于或等于20V。
22.根据权利要求20所述的测试方法，其特征在于，所述驱动信号的频率在10kHz到10MHz的范围内。
23.一种MOS型半导体器件的阈值电压稳定性测试设备，其特征在于，被配置为执行权利要求1至22中任一项所述的阈值电压稳定性测试方法。
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