两并联碳化硅场效应管检测方法、装置及电路制造方法及图纸

本申请涉及一种两并联碳化硅场效应管检测方法、装置及电路。所述方法包括：分别将第一驱动电压与第二驱动电压输入至所述两并联碳化硅场效应管，得到与所述第一驱动电压对应的第一饱和电流、与所述第二驱动电压对应的第二饱和电流，所述第一驱动电压、第二驱动电压为所述两并联碳化硅场效应管工作在饱和状态下的电压，所述第一驱动电压不等于第二驱动电压；基于所述第一驱动电压、第二驱动电压、第一饱和电流、第二饱和电流和场效应管参数确定所述两并联碳化硅场效应管的第一阈值电压和第二阈值电压。本申请通过两个两并联碳化硅场效应管阈值电压中的较大者可以确定老化程度较大的碳化硅场效应管，进而确定两并联碳化硅场效应管实际健康状态。效应管实际健康状态。效应管实际健康状态。

【技术实现步骤摘要】
两并联碳化硅场效应管检测方法、装置及电路


[0001]本申请涉及功率半导体器件测试
，特别是涉及一种两并联碳化硅场效应管检测方法、装置及电路。

技术介绍

[0002]随着功率半导体技术的发展，SiC MOSFET(碳化硅场效应管)由于其具有的高击穿场强、高热导率、高饱和电子漂移速率等特性得到了广泛的关注和应用。然而，由于碳化硅场效应管栅氧工艺的不成熟，相较于硅功率器件，碳化硅器件会出现独特的芯片相关的失效模式。在长期栅极偏置应力的作用下，沟道中的电子会隧穿进入栅氧化层，并被近界面氧化物陷阱所捕获。电子在栅氧化物中的积累削弱了氧化物上的有效电场，从而导致阈值电压上升，而碳化硅场效应管芯片的阈值电压上升则会导致器件损耗的增大。因此，可以将碳化硅场效应管的阈值电压漂移量作为表征其健康状态的参数。
[0003]为了提高功率模块的功率等级和通流能力，功率模块多采用多碳化硅场效应管并联结构。在多碳化硅场效应管并联结构中，由于各个碳化硅场效应管的散热条件和运行工况的不一致，因而并联碳化硅场效应管间会出现退化不一致的现象，这将会进一步导致并联碳化硅场效应管间电流分配不一致和热不均现象，从而影响功率模块的安全运行。因此对多芯片并联碳化硅功率模块的阈值电压进行检测进而检测其健康状态具有实际意义。
[0004]然而在相关技术中，由于并联碳化硅场效应管间各个电气接口(栅极、漏极和源极)皆连接在一起，在并联状态下对阈值电压进行检测时，得到的检测结果是不同老化程度的碳化硅场效应管共同影响的结果，而不同老化程度的碳化硅场效应管并联后实际的老化程度取决于老化程度较大的碳化硅场效应管。因此相关技术难以确定各个碳化硅场效应管的状态信息，也就难以确定两并联碳化硅场效应管实际的健康状态。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够确定两并联碳化硅场效应管实际健康状态的两并联碳化硅场效应管检测方法、装置及电路。
[0006]第一方面，本申请提供了一种两并联碳化硅场效应管检测方法。所述方法包括：
[0007]分别将第一驱动电压与第二驱动电压输入至所述两并联碳化硅场效应管，得到与所述第一驱动电压对应的第一饱和电流、与所述第二驱动电压对应的第二饱和电流，所述第一驱动电压、第二驱动电压为所述两并联碳化硅场效应管工作在饱和状态下的电压，所述第一驱动电压不等于第二驱动电压；
[0008]基于所述第一驱动电压、第二驱动电压、第一饱和电流、第二饱和电流和场效应管参数确定所述两并联碳化硅场效应管的第一阈值电压和第二阈值电压。
[0009]在其中一个实施例中，所述基于所述第一驱动电压、第二驱动电压、第一饱和电流、第二饱和电流和场效应管参数确定两并联碳化硅场效应管的第一阈值电压和第二阈值电压包括：
[0010]基于所述第一驱动电压、第一饱和电流、第二驱动电压、第二饱和电流和场效应管参数确定所述第一阈值电压与第二阈值电压的第一关系和第二关系；
[0011]基于所述第一关系和第二关系确定所述两并联碳化硅场效应管的第一阈值电压和第二阈值电压。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一关系包括所述第一阈值电压和第二阈值电压之和。
[0013]在其中一个实施例中，所述第二关系包括所述第一阈值电压和第二阈值电压的平方和。
[0014]在其中一个实施例中，所述场效应管参数基于所述碳化硅场效应管的沟道宽度、电子迁移率、氧化层比电容和沟道的长度确定。
[0015]在其中一个实施例中，所述第一驱动电压大于所述两并联碳化硅场效应管的并联阈值电压，且小于所述两并联碳化硅场效应管导通时漏极到开尔文源极的压降与所述并联阈值电压之差。
[0016]在其中一个实施例中，所述第二驱动电压大于所述两并联碳化硅场效应管的并联阈值电压，且小于所述两并联碳化硅场效应管导通时漏极到开尔文源极的压降与所述并联阈值电压之差。
[0017]在其中一个实施例中，所述得到与所述第一驱动电压对应的第一饱和电流、与所述第二驱动电压对应的第二饱和电流包括：
[0018]在所述两并联碳化硅场效应管的漏极分别设置罗氏线圈，并基于所述罗氏线圈检测得到所述第一饱和电流和第二饱和电流。
[0019]第二方面，本申请还提供了一种两并联碳化硅场效应管检测装置。所述装置用于实现上述第一方面中任一项所述的方法的步骤，所述装置包括两两相互连接的电源选择模块、饱和电流确定模块和阈值电压确定模块，其中，
[0020]所述电源选择模块用于提供所述第一驱动电压和第二驱动电压并输入至所述场效应管工作模块；
[0021]所述饱和电流确定模块用于基于输入的所述第一驱动电压和第二驱动电压得到所述两并联碳化硅场效应管相应的第一饱和电流和第二饱和电流；
[0022]所述阈值电压确定模块用于采集所述第一驱动电压、第二驱动电压、第一饱和电流、第二饱和电流，并基于所述第一驱动电压、第二驱动电压、第一饱和电流、第二饱和电流和场效应管参数确定所述两并联碳化硅场效应管的第一阈值电压和第二阈值电压。
[0023]第三方面，本申请还提供了一种两并联碳化硅场效应管检测电路，包括相互连接的驱动电压模块和场效应管模块，其中，
[0024]所述驱动电压模块包括第一驱动电压源正极、第二驱动电压源正极和选择开关，所述选择开关的一端用于选择连接所述第一驱动电压源或第二驱动电压源，所述选择开关的另一端与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极与第一电阻的一端连接，所述第一三极管的基极分别与驱动信号源、第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极连接电压源负极，所述第二三极管的集电极与第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端和第二电阻的另一端连接且与所述场效应管模块连接；
[0025]所述场效应管模块包括第一场效应管、第二场效应管、第三电阻和第四电阻，所述
第一场效应管的栅极和第二场效应管的栅极连接且与所述驱动电压模块连接，所述第一场效应管的漏极和第二场效应管的漏极连接，所述第一场效应管的源极和所述第三电阻的一端连接，所述第二场效应管的源极和所述第四电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的另一端连接，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的源极连接并接地。
[0026]上述两并联碳化硅场效应管检测方法及装置，分别将第一驱动电压与第二驱动电压输入至所述两并联碳化硅场效应管，得到与所述第一驱动电压对应的第一饱和电流、与所述第二驱动电压对应的第二饱和电流，所述第一驱动电压、第二驱动电压为所述两并联碳化硅场效应管工作在饱和状态下的电压，所述第一驱动电压不等于第二驱动电压，基于所述第一驱动电压、第二驱动电压、第一饱和电流、第二饱和电流和场效应管参数确定两并联碳化硅场效应管的第一阈值电压和第二阈值电压。本申请实施例提供的两并联碳化硅场效应管检测方法能够通过输入不同的驱动电压，得到与之相应的饱和电流，再进一步确定两并联碳化硅场效应管的阈值电压，通过两个阈值电压中的较大者可以确定老化程度较大的碳化硅场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两并联碳化硅场效应管检测方法，其特征在于，所述方法包括：分别将第一驱动电压与第二驱动电压输入至所述两并联碳化硅场效应管，得到与所述第一驱动电压对应的第一饱和电流、与所述第二驱动电压对应的第二饱和电流，所述第一驱动电压、第二驱动电压为所述两并联碳化硅场效应管工作在饱和状态下的电压，所述第一驱动电压不等于第二驱动电压；基于所述第一驱动电压、第二驱动电压、第一饱和电流、第二饱和电流和场效应管参数确定所述两并联碳化硅场效应管的第一阈值电压和第二阈值电压。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一驱动电压、第二驱动电压、第一饱和电流、第二饱和电流和场效应管参数确定两并联碳化硅场效应管的第一阈值电压和第二阈值电压包括：基于所述第一驱动电压、第一饱和电流、第二驱动电压、第二饱和电流和场效应管参数确定所述第一阈值电压与第二阈值电压的第一关系和第二关系；基于所述第一关系和第二关系确定所述两并联碳化硅场效应管的第一阈值电压和第二阈值电压。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一关系包括所述第一阈值电压和第二阈值电压之和。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二关系包括所述第一阈值电压和第二阈值电压的平方和。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述场效应管参数基于所述碳化硅场效应管的沟道宽度、电子迁移率、氧化层比电容和沟道的长度确定。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一驱动电压大于所述两并联碳化硅场效应管的并联阈值电压，且小于所述两并联碳化硅场效应管导通时漏极到开尔文源极的压降与所述并联阈值电压之差。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二驱动电压大于所述两并联碳化硅场效应管的并联阈值电压，且小于所述两并联碳化硅场效应管导通时漏极到开尔文源极的压降与所述并联阈值电压之差。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到与所述第一驱动电压对应的第一饱和电流、与所述第二驱动电压对应的第二饱和电流包括：在所述两并联碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗皓泽，吴强，项恩耀，周泽，朱安康，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：