具有保护功能的半导体器件测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于半导体器件测试技术领域，公开一种具有保护功能的半导体器件测试装置，包括：测试回路单元，电性连接于被测器件单元形成保护支路；采集保护单元，采集所述被测器件单元的至少一电性能参数信号，所述采集保护单元根据所述电性能参数信号判断所述被测器件单元是否失效，当所述被测器件单元失效时，所述采集保护单元控制所述测试回路单元使得电流从所述被测器件单元换流到所述保护支路。电流从所述被测器件单元换流到所述保护支路。电流从所述被测器件单元换流到所述保护支路。

【技术实现步骤摘要】
具有保护功能的半导体器件测试装置


[0001]本技术属于半导体器件测试
，具体地说，特别涉及一种具有保护功能的半导体器件测试装置。

技术介绍

[0002]可控型半导体器件的安全工作区是其非常重要的参数，在测试过程中若发生失效，如关断失效，芯片通常会由于热过程而发生不可逆的击穿。传统测试中，只能对每个芯片或器件进行一次测试，无法测试不同电压下完整的安全工作区(SOA)，而由于击穿时的热过程，也无法准确定位及分析失效位置。
[0003]具体地说，半导体器件测试可以分为器件测试和元胞测试。其中器件测试指对封装之后的半导体器件进行测试，各元胞的阴极和阳极接在同一电极上与外电路连接，测试得到的是所有元胞总电压电流特性。对于多元胞并联结构的芯片，元胞测试则指对其中单个或多个元胞进行元胞级别的测试，可以直接测试芯片中的单个或多个元胞，不再受到封装的限制。
[0004]器件测试是目前半导体器件研发过程必要的测试方法。但由于工艺不均匀性以及封装的非对称性，多元胞并联芯片内部不同元胞之间的电流并不是均匀分配的，元胞纵向结构和横向分布对外特性的影响相互耦合在一起，无法准确判断失效时的内部机理，故元胞测试也是一种非常重要且有效的测试方式。
[0005]不论是哪种方式，传统测试中芯片在关断失败后容易出现不可逆的击穿，这使得安全工作区测试变成一种损耗极大的测试。因此，为了在测试过程中有效保护芯片，使得同一芯片可以测得不同电压下的完整安全工作区，或者在可控失效后限制热过程的扩展，从而准确定位及分析失效位置，亟需开发一种克服上述缺陷的具有保护功能的半导体器件测试装置。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本技术提供一种具有保护功能的半导体器件测试装置，其中，包括：
[0007]测试回路单元，电性连接于被测器件单元形成保护支路；
[0008]采集保护单元，采集所述被测器件单元的至少一电性能参数信号，所述采集保护单元根据所述电性能参数信号判断所述被测器件单元是否失效，当所述被测器件单元失效时，所述采集保护单元控制所述测试回路单元使得电流从所述被测器件单元换流到所述保护支路。
[0009]上述的半导体器件测试装置，其中，测试回路单元包括：电容、负载、第一开关及第二开关，所述电容与所述负载串联连接，所述第一开关与所述被测器件单元串联连接后的一端电性连接于所述第二开关的一端及所述电容，所述第一开关与所述被测器件单元串联连接后的另一端电性连接于所述第二开关的另一端及所述负载，所述第二开关所在支路为
所述保护支路。
[0010]上述的半导体器件测试装置，其中，所述第一开关为全控型器件，所述第二开关为全控型器件或半控型器件。
[0011]上述的半导体器件测试装置，其中，所述采集保护单元包括：
[0012]测量电路，电性连接于所述被测器件单元，所述测量电路采集并获得至少一所述电性能参数信号；
[0013]控制电路，电性连接于所述测量电路及所述被测器件单元，所述控制电路根据关断触发信号控制所述被测器件单元关断，所述控制电路根据所述至少一所述电性能参数信号判断所述被测器件单元是否失效，当所述被测器件单元失效时，所述控制电路输出控制信号控制所述第一开关断开及所述第二开关闭合，使得流过所述被测器件单元的电流从所述被测器件单元换流到所述保护支路。
[0014]上述的半导体器件测试装置，其中，所述控制电路包括：
[0015]比较模块，电性连接于所述测量电路，将所述电性能参数信号与一阈值信号比较后输出第一信号；
[0016]处理模块，电性连接于所述被测器件单元及所述比较模块，所述处理模块输出所述关断触发信号及自锁信号，
[0017]自锁模块，电性连接于所述处理模块及所述比较模块，所述自锁模块选择性的输出所述第一信号或所述自锁信号；
[0018]驱动模块，电性连接于所述自锁模块、所述第一开关及所述第二开关，所述驱动模块根据所述自锁信号控制所述第一开关及所述第二开关的动作。
[0019]上述的半导体器件测试装置，其中，所述处理模块根据所述第一信号判断所述被测器件单元是否失效，当所述被测器件单元失效时，所述处理模块输出所述自锁信号至所述自锁模块，所述自锁模块于所述第一信号及所述自锁信号中选择所述自锁信号输出至所述驱动模块，所述驱动模块根据所述自锁信号控制所述第一开关断开及所述第二开关闭合。
[0020]上述的半导体器件测试装置，其中，所述控制电路还包括屏蔽模块，所述屏蔽模块电性连接于所述比较模块、所述自锁模块及所述处理模块，所述被测器件单元在关断初期，所述处理模块输出屏蔽信号至所述屏蔽模块，所述屏蔽模块输出所述屏蔽信号至所述自锁模块。
[0021]上述的半导体器件测试装置，其中，所述处理模块于一设置时间内持续输出所述屏蔽信号。
[0022]上述的半导体器件测试装置，其中，所述被测器件单元包括一个被测器件或并联连接的多个被测器件。
[0023]上述的半导体器件测试装置，其中，至少一所述电性能参数信号包括：每一所述被测器件的阳阴极电压、门极电压、阳极电流、阴极电流、阳极电流变化斜率、阴极电流变化斜率、阳极电压变化斜率及多个所述被测器件之间的电流比例中的至少一者。
[0024]综上所述，本技术相对于现有技术其功效在于，本技术适用于器件级别或元胞级别的测试，同时具有保护功能，可以测试分析同一芯片不同电压下最大关断电流能力等特性，也可以在芯片失效后有效防止由热过程导致的失效点扩散，从而准确定位失
效位置。同时本技术适用于各类型可控型器件测试及其芯片的元胞级别测试，如IGCT、IGBT、GTO、MOSFET等。
[0025]本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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的附图。
[0027]图1为本技术半导体器件测试装置的结构示意图；
[0028]图2为换流前示意图；
[0029]图3为换流后示意图；
[0030]图4为控制电路结构示意图；
[0031]图5为本技术另一实施例的测试回路单元结构示意图；
[0032]图6为GCT芯片示意图；
[0033]图7为半导体器件测试装置的时序逻辑图；
[0034]图8为信号时序图；
[0035]图9为本技术半导体器件测试方法的流程图。
[0036]其中，附图标记为：
[0037]测试回路单元：11；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有保护功能的半导体器件测试装置，其特征在于，包括：测试回路单元，电性连接于被测器件单元形成保护支路；采集保护单元，采集所述被测器件单元的至少一电性能参数信号，所述采集保护单元根据所述电性能参数信号判断所述被测器件单元是否失效，当所述被测器件单元失效时，所述采集保护单元控制所述测试回路单元使得电流从所述被测器件单元换流到所述保护支路。2.如权利要求1所述的具有保护功能的半导体器件测试装置，其特征在于，测试回路单元包括：电容、负载、第一开关及第二开关，所述电容与所述负载串联连接，所述第一开关与所述被测器件单元串联连接后的一端电性连接于所述第二开关的一端及所述电容，所述第一开关与所述被测器件单元串联连接后的另一端电性连接于所述第二开关的另一端及所述负载，所述第二开关所在支路为所述保护支路。3.如权利要求2所述的具有保护功能的半导体器件测试装置，其特征在于，所述第一开关为全控型器件，所述第二开关为全控型器件或半控型器件。4.如权利要求2
‑
3中任一项所述的具有保护功能的半导体器件测试装置，其特征在于，所述采集保护单元包括：测量电路，电性连接于所述被测器件单元，所述测量电路采集并获得至少一所述电性能参数信号；控制电路，电性连接于所述测量电路及所述被测器件单元，所述控制电路根据关断触发信号控制所述被测器件单元关断，所述控制电路根据所述至少一所述电性能参数信号判断所述被测器件单元是否失效，当所述被测器件单元失效时，所述控制电路输出控制信号控制所述第一开关断开及所述第二开关闭合，使得流过所述被测器件单元的电流从所述被测器件单元换流到所述保护支路。5.如权利要求4所述的具有保护功能的半导体器件测试装置，其特征在于，所述控制电路包括：比较模块，电性连接于所述测量电路，将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵彪，任春频，曾嵘，刘佳鹏，陈政宇，余占清，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：