一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统及方法，属于氮化镓器件测试技术领域。本发明专利技术解决了现有氮化镓器件经中子辐照后产生位移损伤影响性能的问题，通过对未质子辐照的氮化镓器件进行电学性能测试，再将氮化镓器件连接在PCB测试板上，使用激光准直器以使靶室中心对准待测试氮化镓器件进行质子辐照；再对质子辐照后的氮化镓器件进行电学性能测试，并将两轮测试结果与预设参考值进行对比，有效对比出氮化镓器件在质子辐照后和未质子辐照前的电学性能结果与参考值的差距，进而获得氮化镓器件位移损伤等级结果；从而在氮化镓器件遭受同等辐照，有效预判出产生位移损伤程度，进而可提前布施检修方法，避免影响使用效率与使用寿命。率与使用寿命。率与使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及氮化镓器件测试
，具体为一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统及方法。

技术介绍

[0002]氮化镓(GaN)材料是第三代宽禁带半导体，其拥有宽带隙、击穿电场高、饱和电子速率大、热导率高、化学性能稳定和抗辐射能力强等优点,是目前高温、高频、大功率微波器件的首选材料之一，因此氮化镓(GaN)基电子器件在国防、空间和航天等辐射服役环境中具有重要应用；然而电子器件中的半导体材料经过中子辐照后产生大量位移损伤，进而影响器件性能，影响其使用效率，减短其使用寿命。
[0003]因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统及方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统及方法，通过对未质子辐照的氮化镓器件进行电学性能测试，再将氮化镓器件连接在PCB测试板上，使用激光准直器以使靶室中心对准待测试氮化镓器件进行质子辐照；再对质子辐照后的氮化镓器件进行电学性能测试，并将两轮测试结果与预设参考值进行对比，有效对比出氮化镓器件在质子辐照后和未质子辐照前的电学性能结果与参考值的差距，进而获得氮化镓器件位移损伤等级结果；从而在氮化镓器件遭受同等辐照，有效预判出产生位移损伤程度，进而可提前布施检修方法，避免影响使用效率与使用寿命，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统，包括：
[0006]氮化镓器件模组，用于对若干个待测试氮化镓器件进行标号统计，并将标号后的待测试氮化镓器件资料进行保存，由此获得待测试氮化镓器件资料库；
[0007]电学性能测试单元，用于测试若干个待测试氮化镓器件未进行质子辐照前的电学性能以及进行质子辐照后的电学性能，由此生成待测试氮化镓器件的双轮测试结果；双轮测试结果为：未进行质子辐照前的电学性能数据以及进行质子辐照后的电学性能数据；
[0008]辐照模块，用于对氮化镓器件模组中若干个待测试氮化镓器件进行质子辐照，由此获得进行质子辐照后的待测试氮化镓器件；
[0009]电学数据对比单元，用于将电学性能测试单元中所测得的未进行质子辐照前的电学性能数据以及进行质子辐照后的电学性能数据分别与所预设的参考值进行对比，由此获得对比结果，并将其对比结果传输至云服务器；
[0010]云服务器，用于接收电学数据对比单元所输出的对比结果，将其保存至数据库以供备份，并基于无线通信技术将其结果传输至显示终端以供用户查看，显示终端为：用户的智能手机、电脑或显示屏。
[0011]进一步的，所述氮化镓器件模组还包括：
[0012]编号模块，用于若干个待测试氮化镓器件进行分组编号，使得每个待测试氮化镓器件具有独立的编号，以便后期按编号分类保存测试数据。
[0013]进一步的，所述电学性能测试单元包括：
[0014]前端测试模块，用于将未进行质子辐照的若干个待测试氮化镓器件进行电学性能测试，由此获得未进行质子辐照的测试结果，并记录生成前端测试结果；
[0015]后端测试模块，用于将进行质子辐照后的若干个待测试氮化镓器件进行电学性能测试，由此获得进行质子辐照后的测试结果，并记录生成后端测试结果。
[0016]进一步的，所述电学数据对比单元包括：
[0017]参考值预设模块，基于以往电学性能测试结果的大数据为参考基准，预先设定出未进行质子辐照前氮化镓器件以及进行质子辐照后氮化镓器件的位移损伤等级的合格阈值，以此作为数据对比的参考值；
[0018]前端对比模块，用于将未进行质子辐照的若干个待测试氮化镓器件的测试结果与数据预设模块中的前端预设阈值做对比，由此获得前端对比结果；若该对比结果未超出该阈值，则判定当前待测试氮化镓器位移损伤等级处于低级，即：待测试氮化镓器位移损伤效应较不明显；若该对比结果超出该阈值，则判定当前待测试氮化镓器位移损伤等级处于高级，即：待测试氮化镓器位移损伤效应较明显；
[0019]后端对比模块，用于将进行质子辐照后的若干个待测试氮化镓器件的测试结果与数据预设模块中的后端预设阈值做对比，由此获得后端对比结果；若该对比结果未超出该阈值，则判定当前待测试氮化镓器位移损伤等级处于低级，即：待测试氮化镓器位移损伤效应较不明显；若该对比结果超出该阈值，则判定当前待测试氮化镓器位移损伤等级处于高级，即：待测试氮化镓器位移损伤效应较明显；
[0020]对比结果整理模块，用于将前端对比模块及后端对比模块所生成的若干个待测试氮化镓器件的对比结果进行整理，整理内容为：将若干个待测试氮化镓器件分成若干个前端对比结果及若干个后端对比结果，并将两大类对比结果传输至云服务器进行保存与展示。
[0021]进一步的，所述云服务器还包括：
[0022]WIFI通信模块，基于无线通信技术使电学数据对比单元与云服务器之间建立通信连接关系，以用于传输对比结果；还用于云服务器与显示终端之间建立通信连接关系，以用于显示对比结果；
[0023]数据资料库，用于存储电学数据对比单元所传输的对比结果，并将所接收的对比结果按时间序列及每个待测试氮化镓器件的编号依次分类保存，以便用户后期按需查看。
[0024]进一步的，所述辐照模块对若干个待测试氮化镓器件进行质子辐照，具体为：
[0025]将若干个待测试氮化镓器件依次连接在PCB测试板上，再将PCB测试板固定在外界的移动平台上，使用激光准直器以使靶室中心对准待测试氮化镓器件。
[0026]进一步的，所述前端测试模块与后端测试模块测试若干个待测试氮化镓器件，具体为：
[0027]获取到未进行质子辐照的若干个待测试氮化镓器件，基于半导体开关器件对待测试氮化镓器件进行电压应力加载和负载电容放电；
[0028]若半导体开关器件处于导通、待测试氮化镓器件处于截止时，则通过待测试氮化镓器件承担测试的电压应力，负载电容通过负载电阻放电；
[0029]若半导体开关器件处于截止、待测试氮化镓器件处于导通时，则通过待测试氮化镓器件漏源电压的变化导致负载电容两端电压变化，进而产生待测氮化镓器件开通过程的脉冲电流，即：产生未进行质子辐照的待测试氮化镓器件的电学性能数据，并将其记录生成前端测试结果；
[0030]基于上述相同方法，在获取到进行质子辐照后的若干个待测试氮化镓器件时再重新进行测试，由此获得进行质子辐照后的待测试氮化镓器件的电学性能数据，并将其记录生成第二测试结果。
[0031]进一步的，半导体开关器件和待测试氮化镓器件在驱动测试前，还需预先设定出两者不同的驱动时间点，使半导体开关器件和待测试氮化镓器件在不同时间点进行驱动测试，以避免两个器件同时导通。
[0032]进一步的，所述氮化镓器件位移损伤等级测试系统还包括：
[0033]辐照设置模块，用于对辐照模块的辐照参数进行设置；
[0034]所述辐照设置模块包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统，其特征在于，包括：氮化镓器件模组，用于对若干个待测试氮化镓器件进行标号统计，并将标号后的待测试氮化镓器件资料进行保存，由此获得待测试氮化镓器件资料库；电学性能测试单元，用于测试若干个待测试氮化镓器件未进行质子辐照前的电学性能以及进行质子辐照后的电学性能，由此生成待测试氮化镓器件的双轮测试结果；双轮测试结果为：未进行质子辐照前的电学性能数据以及进行质子辐照后的电学性能数据；辐照模块，用于对氮化镓器件模组中若干个待测试氮化镓器件进行质子辐照，由此获得进行质子辐照后的待测试氮化镓器件；电学数据对比单元，用于将电学性能测试单元中所测得的未进行质子辐照前的电学性能数据以及进行质子辐照后的电学性能数据分别与所预设的参考值进行对比，由此获得对比结果，并将其对比结果传输至云服务器；云服务器，用于接收电学数据对比单元所输出的对比结果，将其保存至数据库以供备份，并基于无线通信技术将其结果传输至显示终端以供用户查看，显示终端为：用户的智能手机、电脑或显示屏。2.根据权利要求1所述的一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统，其特征在于：所述氮化镓器件模组还包括：编号模块，用于若干个待测试氮化镓器件进行分组编号，使得每个待测试氮化镓器件具有独立的编号，以便后期按编号分类保存测试数据。3.根据权利要求1所述的一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统，其特征在于：所述电学性能测试单元包括：前端测试模块，用于将未进行质子辐照的若干个待测试氮化镓器件进行电学性能测试，由此获得未进行质子辐照的测试结果，并记录生成前端测试结果；后端测试模块，用于将进行质子辐照后的若干个待测试氮化镓器件进行电学性能测试，由此获得进行质子辐照后的测试结果，并记录生成后端测试结果。4.根据权利要求1所述的一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统，其特征在于：所述电学数据对比单元包括：参考值预设模块，基于以往电学性能测试结果的大数据为参考基准，预先设定出未进行质子辐照前氮化镓器件以及进行质子辐照后氮化镓器件的位移损伤等级的合格阈值，以此作为数据对比的参考值；前端对比模块，用于将未进行质子辐照的若干个待测试氮化镓器件的测试结果与数据预设模块中的前端预设阈值做对比，由此获得前端对比结果；若该对比结果未超出该阈值，则判定当前待测试氮化镓器位移损伤等级处于低级；若该对比结果超出该阈值，则判定当前待测试氮化镓器位移损伤等级处于高级；后端对比模块，用于将进行质子辐照后的若干个待测试氮化镓器件的测试结果与数据预设模块中的后端预设阈值做对比，由此获得后端对比结果；若该对比结果未超出该阈值，则判定当前待测试氮化镓器位移损伤等级处于低级；若该对比结果超出该阈值，则判定当前待测试氮化镓器位移损伤等级处于高级；对比结果整理模块，用于将前端对比模块及后端对比模块所生成的若干个待测试氮化镓器件的对比结果进行整理，具体为：将若干个待测试氮化镓器件分成若干个前端对比结
果及若干个后端对比结果，并将两大类对比结果传输至云服务器进行保存与展示。5.根据权利要求1所述的一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统，其特征在于：所述云服务器还包括：WIFI通信模块，基于无线通信技术使电学数据对比单元与云服务器之间建立通信连接关系，以用于传输对比结果；还用于云服务器与显示终端之间建立通信连接关系，以用于显示对比结果；数据资料库，用于存储电学数据对比单元所传输的对比结果，并将所接收的对比结果按时间序列及每个待测试氮化镓器件的编号依次分类保存，以便用户后期按需查看。6.根据权利要求1所述的一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统，其特征在于：所述辐照模块对若干个待测试氮化镓器件进行质子辐照，具体为：将若干个待测试氮化镓器件依次连接在PCB测试板上，再将PCB测试板固定在外界的移动平台上，使用激光准直器以使靶室中心对准待测试氮化镓器件。7.根据权利要求3所述的一种氮化镓器件位移损伤等级测试系统，其特征在于：所述前端测试模块与后端测试模块测试若干个待测试氮化镓器件，具体为：获取到未进行质子辐照的若干个待测试氮化镓器件，基于半导体开关器件对待测试氮化镓器件进行电压应力加载和负载电容放电；若半导体开关器件处于导通、待测试氮化镓器件处于截止时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周德金，钟磊，
申请(专利权)人：清华大学无锡应用技术研究院，
类型：发明
国别省市：