MOS型半导体器件阈值电压稳定测试方法和系统技术方案

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和系统。该方法中，根据陪测MOS型半导体器件在任意一个非起始测试周期相对于起始测试周期的阈值电压的漂移量对任意一个非起始测试周期中被测MOS型半导体器件的阈值电压进行补偿。阈值电压进行补偿。阈值电压进行补偿。

【技术实现步骤摘要】
MOS型半导体器件阈值电压稳定测试方法和系统


[0001]本公开属于半导体器件测试
，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系统。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]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和系统。
[0005]本公开采用如下技术方案：一种MOS型半导体器件阈值电压稳定测试方法，其特征在于，包括多个测试周期，每个测试周期均包括依次设置的老化阶段、过渡阶段和阈值电压测量阶段；其中，
[0006]在老化阶段，向被测MOS型半导体器件的栅极和源/射极之间施加老化驱动电压，向陪测MOS型半导体器件的栅极和源/射极之间施加0V电压；
[0007]在过渡阶段，向所述被测MOS型半导体器件和所述陪测MOS型半导体器件二者的栅极和源/射极之间施加相同的过渡驱动电压；
[0008]在阈值测量阶段，测量所述被测MOS型半导体器件和所述陪测MOS型半导体器件的阈值电压；
[0009]根据所述陪测MOS型半导体器件在任意一个非起始测试周期相对于起始测试周期的阈值电压的漂移量对所述任意一个非起始测试周期中所述被测MOS型半导体器件的阈值电压进行补偿。
[0010]在一些实施例中，所述陪测MOS型半导体器件的数量为1个，所述被测MOS型半导体器件的数量为1个或多个；根据所述陪测MOS型半导体器件在任意一个非起始测试周期相对于起始测试周期的阈值电压的漂移量对所述任意一个非起始测试周期中所述被测MOS型半导体器件的阈值电压进行补偿，包括：
[0011]将所述在所述任意一个非起始测试周期中得到的单个被测MOS型半导体器件的阈值电压减去所述漂移量，得到所述任意一个非起始测试周期中所述单个被测MOS型半导体器件的补偿后的阈值电压。
[0012]在一些实施例中，所述陪测MOS型半导体器件的数量为多个，所述被测MOS型半导体器件的数量为1个或多个；根据所述陪测MOS型半导体器件在任意一个非起始测试周期相对于起始测试周期的阈值电压的漂移量对所述任意一个非起始测试周期中所述被测MOS型半导体器件的阈值电压进行补偿，包括：
[0013]计算所述陪测MOS型半导体器件在所述任意一个非起始测试周期相对于所述起始测试周期的阈值电压的漂移量的均值，得到漂移量均值；
[0014]将所述任意一个非起始测试周期中得到的单个被测MOS型半导体器件的阈值电压减去所述漂移量均值，得到所述任意一个非起始测试周期中所述单个被测MOS型半导体器件的补偿后的阈值电压。
[0015]在一些实施例中，在所述阈值测量阶段，向所述被测MOS型半导体器件和所述陪测MOS型半导体器件提供相同的驱动波形。
[0016]在一些实施例中，所述被测MOS型半导体器件和所述陪测MOS型半导体器件的器件类型和设计参数均相同。
[0017]在一些实施例中，所述被测MOS型半导体器件和所述陪测MOS型半导体器件的器件类型均为N型MOSFET、P型MOSFET、N型IGBT或P型IGBT。
[0018]在一些实施例中，所述被测MOS型半导体器件和所述被测MOS型半导体器件同时进入老化阶段，同时结束老化阶段并同时进入过渡阶段。
[0019]本公开采用如下技术方案：一种MOS型半导体器件阈值电压稳定测试系统，被配置为执行前述的方法。
[0020]本公开的一些实施例有助于提高测试的准确性。
附图说明
[0021]图1是相关技术中MOS型半导体器件阈值电压稳定性测试系统的框图。
[0022]图2是图1所示测试系统的在单个测试周期的测试信号波形图。
[0023]图3是本公开实施例的MOS型半导体器件阈值电压稳定性测试系统的框图。
[0024]图4是图3所示测试系统再单个测试周期施加给被测MOS型半导体器件的测试信号波形图。
[0025]图5是图3所示测试系统再单个测试周期施加给陪测MOS型半导体器件的测试信号波形图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图所示的实施例对本公开作进一步说明。
[0027]在本公开的专利技术人所知的一些相关技术中，在一个测试系统上，每次只能测试一个MOS型半导体器件(例如1个碳化硅MOSFET器件)。图1展示了测试系统及被测MOS型半导体器件(可简称为被测器件)的示意图。该被测器件的测试时序如图2所示。测试开始后，在被测器件的栅极与源/射极之间施加一个正负交替的老化驱动电压或其他可使碳化硅MOSFET阈值电压发生漂移的老化驱动电压。此时测试过程进入第一个测试周期的老化阶段。老化阶段的目的是使被测器件的阈值电压发生一定的漂移。老化阶段结束后进入过渡阶段。过渡阶段能够提高阈值测量阶段的测量准确性。最后进入阈值测量阶段，在该阶段测量被测器件的阈值电压。
[0028]图2展示的是施加在被测器件的栅极和源/射极之间的电压的波形。被测器件还有一极为漏/集极。对于MOSFET而言，源/射极具体为源极，漏/集极具体为漏极。对于IGBT而言，源/射极具体为发射极，漏/集极具体为集电极。
[0029]在老化阶段和过渡阶段，源/射极与漏/集极短路连接。在阈值测量阶段，漏/集极与栅极短路连接。逐步增大栅极与源/射极之间的电压，并测量漏/集极之间的电流。当漏/集极之间的电流达到设定阈值时，此时栅极与源/射极之间的电压即可被认定为被测器件的阈值电压。
[0030]该测试方法一次只测试一个被测器件，测试效率低下。并且碳化硅MOSFET的阈值电压对温度波动比较敏感，在阈值测量阶段时，由于测试系统可能存在温度波动或其他不可控的扰动因素，使得测量结果存在一定的误差，造成测量结果精度不足。相关技术中的测试方法存在测试效率低下，精度不足等问题。
[0031]为了评估碳化硅MOSFET阈值电压的长期稳定性，需要对阈值电压进行定期测量，以观测其变化规律。测试周期视情况而定，通常从几分钟到几天，甚至更长。
[0032]每个测试周期分为老化阶段(也称应力施加阶段)、过渡阶段和阈值测量阶段共计三个阶段。应力施加阶段用于促使被测器件的阈值电压产生漂移。阈值测量阶段用于读取该测试周期末尾时被测器件的阈值电压数值。过渡阶段指应力施加阶段和阈值测量阶段之间的过程，过渡阶段的作用是使得碳化硅MOSFET的绝缘层与有源层之间的界面态保持一致。
[0033]为了提高测试效率，本公开的技术方案提出每套MOS型半导体器件阈值电压稳定性测试系统(以下简称测试系统)可同时测量多个被测器件，并且为了避免在阈值测量阶段由系统温度波动或其他不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOS型半导体器件阈值电压稳定测试方法，其特征在于，包括多个测试周期，每个测试周期均包括依次设置的老化阶段、过渡阶段和阈值电压测量阶段；其中，在老化阶段，向被测MOS型半导体器件的栅极和源/射极之间施加老化驱动电压，向陪测MOS型半导体器件的栅极和源/射极之间施加0V电压；在过渡阶段，向所述被测MOS型半导体器件和所述陪测MOS型半导体器件二者的栅极和源/射极之间施加相同的过渡驱动电压；在阈值测量阶段，测量所述被测MOS型半导体器件和所述陪测MOS型半导体器件的阈值电压；根据所述陪测MOS型半导体器件在任意一个非起始测试周期相对于起始测试周期的阈值电压的漂移量对所述任意一个非起始测试周期中所述被测MOS型半导体器件的阈值电压进行补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陪测MOS型半导体器件的数量为1个，所述被测MOS型半导体器件的数量为1个或多个；根据所述陪测MOS型半导体器件在任意一个非起始测试周期相对于起始测试周期的阈值电压的漂移量对所述任意一个非起始测试周期中所述被测MOS型半导体器件的阈值电压进行补偿，包括：将所述在所述任意一个非起始测试周期中得到的单个被测MOS型半导体器件的阈值电压减去所述漂移量，得到所述任意一个非起始测试周期中所述单个被测MOS型半导体器件的补偿后的阈值电压。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陪测MOS型半导体器件的数量为多个，所述被测...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋华平，廖瑞金，肖念磊，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：