An accurate method for measuring the longitudinal thermal resistance of a heterostructure semiconductor device involves the reliability of semiconductor devices. Invariable small current Schottky positive guide using the traditional pass junction temperature sensitive characteristic voltage to directly measure the transient temperature response curve method ignores the positive test current effects of junction voltage, this effect is in the temperature response curve as the change of temperature calculation error. The transient temperature change measurement error of the application of a correction method is proposed, in the traditional transient temperature curve measured before designed to measure temperature Schottky junction voltage at low current positive voltage changes its steps on the final measurement result is corrected using this measurement. This method can correct the influence of positive test current on junction voltage, and achieve accurate measurement of thermal response curve and get more objective longitudinal thermal resistance.
【技术实现步骤摘要】
一种异质半导体器件纵向热阻的精确测量方法
本专利技术涉及半导体器件可靠性领域,主要应用于异质半导体器件的界面热阻测量与分析。
技术介绍
以GaN基HEMT器件为代表的异质结半导体器件是新一代军用及民用的关键核心元器件。因其禁带宽度大,允许工作电压高,耐高温等特点,故在大功率应用中广泛使用。这种高压大电流应用在有源区产生了大量的热量,致使器件温度骤升,这种热应力使器件的可靠性问题变得尤为突出。现有的研究器件热特性技术主要包含以红外热像光学测温技术和显微拉曼法为代表光学法和电学参数方法。红外法只能给出器件的表面温度,不能实现测量纵向多层级材料的温度分布,在测量瞬态温度变化时,其毫秒级的分辨率也远远不能满足测温需求。显微拉曼法可以达到纳秒级的测温,但其无法测量已封装的器件,且其极为复杂的测试条件也同样阻碍了这一技术的广泛普及。利用器件温敏参数的电学测温方法,可以直接测试已封装的器件,且其采集的微秒甚至纳秒级的瞬态温度响应曲线。对于异质结器件来说,利用肖特基栅在正向小电流下其肖特基结结电压和温度的线性关系来获取器件的瞬态温度响应曲线是一种快速、准确、实用地测温方法。然而,传统的利用恒定小电流下肖特基正向导通结电压温敏特性来直接测量瞬态温度响应曲线的方法忽视了正向测试电流本身对结电压的影响,这部分影响被当做温度的变化错误的计算进了温度响应曲线中。本申请针对这一瞬态温度变化的测量误差提出了一种修正方法,该方法可以很好的修正正向测试电流对结电压的影响,从而达到精确测量器件热响应曲线,获取更客观的纵向热阻构成。
技术实现思路
传统的器件瞬态温度响应曲线的测量是先给器件加恒定功 ...
【技术保护点】
一种异质半导体器件纵向热阻的精确测量方法,其特征在于:1)选择一被测器件,将其置于一温度为T1的恒温平台或温箱内;对器件施加一小于5mA/mm的正向栅脉冲电流Igs并测量其肖特结结电压;改变恒温平台温度至T2并重复测量;改变恒温平台温度至T并重复测量,共测量至少4个点;描绘出结电压Vgs与温度的线性关系图;2)将被测器件放置温度为T0的恒温平台上;对器件施加恒定的正向栅电流Igs并测量其肖特基结结电压随时间的变化曲线;利用步骤1)所计算的肖特基结结电压Vgs与温度的对应关系将结电压的变化按比例转换为需要修正的温度量Tcorr;3)将被测器件放置温度为T0的恒温平台上;对器件施加恒定的功率P0并将其加热至稳态;撤掉恒定功率同时在栅上施加恒定的正向栅电流Igs并测量肖特基结结电压随时间变化曲线;根据步骤1)所得到的对应关系计算其温度冷却响应曲线;利用温升曲线与冷却曲线的互补关系得到器件在功率P0下的温升响应曲线;4)利用结构函数法对步骤3)得到的温升响应曲线进行分析、处理,得到传统的利用肖特基结结电压温敏特性计算的不同材料在RC网络中的热阻值Ri;将步骤2)所计算的修正温度除以施加的功率得 ...
【技术特征摘要】
1.一种异质半导体器件纵向热阻的精确测量方法,其特征在于:1)选择一被测器件,将其置于一温度为T1的恒温平台或温箱内;对器件施加一小于5mA/mm的正向栅脉冲电流Igs并测量其肖特结结电压;改变恒温平台温度至T2并重复测量;改变恒温平台温度至T并重复测量,共测量至少4个点;描绘出结电压Vgs与温度的线性关系图;2)将被测器件放置温度为T0的恒温平台上;对器件施加恒定的正向栅电流Igs并测量其肖特基结结电压随时间的变化曲线;利用步骤1)所计算的肖特基结结电压Vgs与温度的对应关系将结电压的变化按比例转换为需要修正的温度量Tcorr;3)将被测器件放置温度为T0的恒温平台上;对器件施加恒...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯士维,郑翔,张亚民,石帮兵,何鑫,李轩,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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