电子测试设备装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电子测试设备装置，其包括：被配置为接收功率的功率端子；用于被测器件(DUT)的接口；串联连接在功率端子和用于DUT的接口之间的至少一个功率晶体管；以及保护电路。保护电路被配置为：作为测试例程的一部分，接通至少一个功率晶体管，以通过接口将功率端子电连接到DUT；以及随后在预定的延迟之后自动关断至少一个功率晶体管，以将功率端子与DUT电断开，而不管DUT是通过还是未通过测试例程。还描述了用于电子测试设备的电压钳位电路以及使用这样的电子测试设备来测试器件的相应的方法。应的方法。应的方法。

【技术实现步骤摘要】
电子测试设备装置及其操作方法

技术介绍

[0001]用于功率半导体器件(例如，功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HEMT(高电子迁移率晶体管)、SiC FET、功率二极管等)的常规动态测试方法包括感性负载测试，在感性负载测试中，通过给感应器通电并且然后将感应器与能量源断开来模拟感性负载，以确定被测器件(DUT)是否可以处理从感应器释放的能量。在钳位感性负载测试的情况下，在测试期间施加到DUT的电压被钳位，以保护DUT(如果DUT不包括钳位二极管)，并且保护测试设备。钳位感性负载测试也为测试完成之后存储在感应器中的能量提供了耗散路径。用于实施钳位感性负载测试的接口硬件包括用于动态晶圆测试单元的探测器接口板，并且向DUT传递所需的能量以用于激发缺陷，同时又不会损坏良好的器件或测试硬件。
[0002]这样的动态测试的一个挑战是在以高电流和高电压动态切换之后，在器件未通过测试时如何快速转移高电流钳位感性负载测试的能量。如果高电流钳位感性负载测试的能量没有被快速转移，则该能量会在正在被测试的晶圆中造成孔洞、损坏良好的管芯(芯片)并且损坏测试硬件，例如晶圆卡盘和探针。
[0003]用于钳位感性负载测试的常规能量转移技术包括并联的撬棒电路，在并联的撬棒电路短路时，所述撬棒电路会使流动通过DUT的一些电流分流。然而，一些电流仍然会流动通过DUT，并且可能大到足以造成损坏。而且，在并联的撬棍电路开始工作之前，通常会有几微秒的延迟。常规的晶圆探测电流限制器由MOSFET实施，在发生过流情况时，这些MOSFET会偏置到线性区域中。然而，这样的基于MOSFET的晶圆探测电流限制器具有相对慢的反应时间，并且会生成大量的热量。
[0004]因此，对于用于功率半导体器件的动态测试方法而言，需要改进的能量转移和晶圆探测电流限制技术。

技术实现思路

[0005]根据电子测试设备装置的实施例，该电子测试设备装置包括：被配置为接收功率的功率端子；用于被测器件(DUT)的接口；串联连接在功率端子和用于DUT的接口之间的至少一个功率晶体管；以及保护电路，其被配置为：作为测试例程的一部分，接通至少一个功率晶体管，以通过接口将功率端子电连接到DUT；以及随后在预定的延迟之后自动关断至少一个功率晶体管，以将功率端子与DUT电断开，而不管DUT是通过还是未通过测试例程。
[0006]根据用于电子测试设备的电压钳位电路的实施例，该电压钳位电路包括：串联连接的线性功率MOSFET的多个分支，该多个线性功率MOSFET中的每个线性功率MOSFET在栅极电压和漏极-源极导通电阻之间具有线性或接近线性的关系；以及电路，该电路被配置为控制多个线性功率MOSFET中的哪个线性功率MOSFET导通和多个线性功率MOSFET中的哪个线性功率MOSFET截止，以为由电压钳位电路限制的电压提供连续或接近连续的调节。
[0007]根据测试被测器件(DUT)的方法的实施例，该方法包括：经由DUT接口探测DUT，该DUT接口通过串联连接在能量源和DUT接口之间的至少一个功率晶体管可电连接到能量源；
作为测试例程的一部分，接通至少一个功率晶体管，以通过DUT接口将能量源电连接到DUT；以及随后在预定的延迟之后自动关断至少一个功率晶体管，以将能量源与DUT电断开，而不管DUT是通过还是未通过测试例程。
[0008]本领域中的技术人员在阅读以下具体实施方式并在查看附图之后将认识到额外的特征和优点。
附图说明
[0009]附图的要素不必相对于彼此成比例。相似的附图标记指定对应的类似的部分。除非它们相互排斥，否则可以组合各个所示的实施例的特征。在附图中描绘了实施例，并且在下面的说明书中详细描述了实施例。
[0010]图1示出了用于测试功率半导体器件的电子测试设备装置的实施例的框图。
[0011]图2示出了图1中所示的电子测试设备装置中所包括的保护/能量转移电路的实施例的示意图。
[0012]图3至图5示出了在不同操作阶段期间图2中所示的保护/能量转移电路的电流换向路径。
[0013]图6示出了图1中所示的电子测试设备装置中所包括的电压钳位电路的实施例的电路示意图。
[0014]图7示出了图1中所示的电子测试设备装置中所包括的电压钳位电路的另一个实施例的电路示意图。
[0015]图8示出了图1中所示的电子测试设备装置中所包括的电流限制器电路的实施例的电路示意图。
具体实施方式
[0016]本文描述了一种能量转移技术，其在固定的时间延迟停止，以用于诸如钳位感性负载测试的动态测试方法。能量转移技术对良好和不良的器件的影响是一样的。本文描述的能量转移技术可能对IGBT和其他类型的功率半导体器件(例如SiC(碳化硅)FET、功率MOSFET、功率二极管等)的钳位感性负载测试有益。一般而言，本文描述的能量转移技术可以用于测试设备的功率路径中的任何类型的高电压晶体管或二极管的动态测试。在钳位感性负载测试的情况下，在DUT和由电源充电的感应器之间提供了能量转移电路。能量转移电路被编程有独立于任何反馈/监测的预定的关闭时间，并且在预定的延迟之后自动关断DUT，以将电荷感应器与DUT电断开，而不管DUT是通过还是未通过测试例程。
[0017]本文还描述了电压钳位技术，该电压钳位技术可以与能量转移技术结合使用或独立于能量转移技术使用。电压钳位技术具有连续可变或接近连续可变的电压钳位特性，并且该电压钳位技术使用线性MOSFET来实施，所述线性MOSFET在栅极电压和Rdson(漏极-源极导通电阻)之间具有线性的关系。通过例如经由数模转换器(DAC)相应地调节线性MOSFET的栅极电压，可以跨线性MOSFET实现等于在DUT上所需的电压的电压降。本文还描述了其他技术，例如用于测试设备的探针的电流限制技术。
[0018]图1示出了用于测试功率半导体器件(例如，功率MOSFET、IGBT、HEMT、SiC FET、功率二极管等)的电子测试设备装置100的实施例。电子测试设备装置100包括测试器102和探
测器接口板(PIB)106，所述测试器102用于实施一个或多个测试例程，并且所述探测器接口板(PIB)106用于在测试器102和被测器件(DUT)之间进行接口连接，并且在测试期间向DUT传递能量和测试信号。在钳位感性负载测试的情况下，电子测试设备装置100还包括感性负载108(例如由测试器102通电的感应器)，以及具有Vce峰值检测的可选的撬棒开关110，所述撬棒开关110在DUT测试期间作为用于激活能量转移的另一触发器。除此之外，钳位感性负载测试涉及评估和/或测量在感性负载108关断时由DUT耗散的能量。
[0019]诸如汽车应用的应用驱动了大量的致动器，例如喷射器、继电器、(吹扫、进气等)阀和各种螺线管，它们大多具有感性特性。通常通过保持感性负载连接到电池电压并控制流动通过功率开关的电流来驱动此类感性负载和其他类型的感性负载。在功率开关的截止阶段，负载电流降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子测试设备装置，包括：被配置为接收功率的功率端子；用于被测器件(DUT)的接口；至少一个功率晶体管，所述至少一个功率晶体管串联连接在所述功率端子和用于所述DUT的所述接口之间；以及保护电路，所述保护电路被配置为：作为测试例程的一部分，接通所述至少一个功率晶体管，以通过所述接口将所述功率端子电连接到所述DUT；以及随后在预定的延迟之后自动关断所述至少一个功率晶体管，以将所述功率端子与所述DUT电断开，而不管所述DUT是通过还是未通过所述测试例程。2.根据权利要求1所述的电子测试设备装置，其中，所述保护电路包括：栅极驱动器电路，所述栅极驱动器电路被配置为驱动所述至少一个功率晶体管的栅极端子；以及控制器，所述控制器被配置为：作为所述测试例程的一部分，将第一逻辑信号提供给所述栅极驱动器电路，以用于接通所述至少一个功率晶体管，使得所述至少一个功率晶体管通过所述接口将所述功率端子电连接到所述DUT；以及随后将第二逻辑信号提供给所述栅极驱动器电路，以用于在所述预定的延迟之后关断所述至少一个功率晶体管，使得所述至少一个功率晶体管将所述功率端子与所述DUT电断开，而不管所述DUT是通过还是未通过所述测试例程。3.根据权利要求2所述的电子测试设备装置，其中，作为所述测试例程的一部分而控制何时导通所述DUT的信号是到所述控制器的触发器输入，并且其中，所述控制器包括被编程为所述预定的延迟并响应于所述触发器输入的计数器或定时器电路。4.根据权利要求1所述的电子测试设备装置，其中，所述预定的延迟是可编程的，使得所述电子测试设备装置与不同类型的DUT兼容。5.根据权利要求1所述的电子测试设备装置，其中，所述至少一个功率晶体管是碳化硅(SiC)功率晶体管。6.根据权利要求1所述的电子测试设备装置，其中，所述至少一个功率晶体管是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。7.根据权利要求1所述的电子测试设备装置，其中，用于所述DUT的所述接口包括多个探针，所述多个探针被配置为与所述DUT进行电接触。8.根据权利要求7所述的电子测试设备装置，其中，所述DUT是具有多个器件的半导体晶圆的一部分，并且其中，所述电子测试设备装置是被配置为经由所述多个探针探测所述半导体晶圆的探测器接口板。9.根据权利要求7所述的电子测试设备装置，还包括电流限制器电路，所述电流限制器电路被配置为限制允许流动通过所述多个探针的电流。10.根据权利要求9所述的电子测试设备装置，其中，所述电流限制器电路包括单独的IGBT，所述单独的IGBT电连接到所述多个探针中的每个个体的探针，每个单独的IGBT被配置为通过在去饱和状态下操作而限制允许流动通过电连接到所述IGBT的所述探针的所述
电流。11.根据权利要求1所述的电子测试设备装置，还包括电压钳位电路，所述电压钳位电路被配置为限制从所述功率端子施加到所述至少一个功率晶体管的电压。12.根据权利要求11所述的电子测试设备装置，其中，所述功率端子被配置为由感性能量源供电，并且其中，在所述至少一个功率晶体管截止时，所述电压钳位电路与所述感性能量源形成电流换向路径的一部分。13.根据权利要求11所述的电子测试设备装置，其中，所述电压钳位电路包括串联连接的一个或多个钳位二极管。14.根据权利要求11所述的电子测试设备装置，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：