在高电流统一静态和动态表征平台上的低电流泄漏测量制造技术

提供了在高电流统一静态和动态表征平台上的低电流泄漏测量

【技术实现步骤摘要】
在高电流统一静态和动态表征平台上的低电流泄漏测量
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本公开要求2022年6月21日提交的题为“LOW CURRENT LEAKAGE MEASUREMENT ON A HIGH CURRENT UNIFIED STATIC AND DYNAMIC CHARACTERIZATION PLATFORM”的美国临时申请第63/354,202号的权益，其公开内容通过引用在其整体上结合于此。


[0003]本公开涉及测试和测量系统及仪器，并且更具体地，涉及用于执行被测设备的静态和动态表征二者的统一测量系统。

技术介绍

[0004]被测设备(DUT)的表征，例如半导体设备(诸如碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))或其他设备的表征，通常可以包括静态表征(诸如电流/电压(I/V)曲线)以及动态表征(诸如切换参数)二者。
[0005]诸如漏极和栅极泄漏测量的DUT参数产生关于MOSFET设备表征的重要信息，但是目前仅在静态测试平台上可用，由于其尺寸和费用，静态测试平台并不在所有测试环境中都可用。
[0006]所公开的装置和方法的实施例解决了现有技术中的缺点。
附图说明
[0007]图1是根据本公开的实施例的包括用于执行低电流泄漏测量的统一的静态和动态测量的DUT测试环境的框图。
[0008]图2是根据本公开的实施例，结合图1的测试环境用于表征一个或多个DUT中的漏极漏电流的示例电路的示意图。
[0009]图3是根据本公开的实施例，结合图1的测试环境用于表征一个或多个DUT中的栅极漏电流的示例电路的示意图。
具体实施方式
[0010]本公开的实施例总地包括用于在组合的、统一的静态和动态表征测量系统或平台中执行DUT的泄漏测量的电路和方法。这种平台在2022年3月7日提交的题为“UNIFIED MEASUREMENT SYSTEM FOR STATIC AND DYNAMIC CHARACTERIZATION OF A DEVICE UNDER TEST”的美国专利申请第17/688,733号中有描述，其通过引用结合到本公开中。
[0011]这里的实施例提供了一种组合的表征系统，其具有两个组件，即交互式测试和测量设备，例如示波器、阻抗分析仪、两者的组合，或者许多其他测试和测量设备中的一个或多个。为简单起见，本讨论将该组件称为测试和测量设备。另一个组件是功率输送和测量前端，其具有用于安装DUT和/或DUT的测试板的DUT接口，本讨论也可将其称为夹具。这里的实施例通常涉及两个分离的组件，但是它们也可以安装在一个外壳中。
[0012]图1是示出测试和测量系统100的框图，测试和测量系统100也可以被称为平台，具有诸如示波器或其他测试和测量设备的测试和测量设备40。为了便于讨论，设备40可以被称为测量设备。系统100的另一部分是静态和动态功率与测量设备50，为了便于讨论，其将被称为功率设备。这些术语并不旨在限制任一设备的能力，因此不应该暗示这种限制。
[0013]测量设备40可以具有许多不同的组件，包括允许用户与测量设备上的各种菜单交互的用户接口44。用户接口44允许用户做出与要运行的测试、设置参数等有关的选择，例如通过具有触摸屏或各种按钮和旋钮的显示器来做出选择。测量设备40具有一个或多个处理器46，处理器46接收用户输入并将参数和其他选择发送到测量设备，并且可以接收来自功率设备的输出并根据数据为用户生成输出。测量设备40包括测量单元47，其执行测试并测量DUT的参数。
[0014]诸如计算设备或智能电话的远程设备42也可以通过测量设备40或功率设备50访问测试和测量平台100以进行远程操作。这里使用的术语“处理器”意指能够接收指令并执行动作的任何一个或多个电子组件，例如一个或多个微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)和/或专用集成电路(ASIC)，这将进一步更详细地讨论。
[0015]测量设备40通过电缆或其他直接连接48与功率设备50通信。这两个设备和它们的电缆被配置成便携式的，并且可由一个人运输。电缆通过连接电路连接到每个设备，所述连接电路允许设备切换配置，而不必重新布线。
[0016]功率设备50也可以具有几个不同的元件。这些可以包括一个或多个处理器52、向被测设备(DUT)提供高电压的高电压电路56、以及充当高电压电路保护的联锁装置54。联锁装置设计用于防止高电压电路产生的高电压造成设备损坏或任何危险条件。DUT接口58耦合到外部安装的DUT 70。取决于测试配置，DUT 70实际上可以包括不止一个单独的设备。DUT接口58可以由通用DUT接口体现，该通用DUT接口允许DUT 70连接到功率设备50中的各种组件。功率设备50还可以包括屏障64，以保护设备50免受DUT 70的影响。
[0017]功率设备50内的高电压电路以及DUT 70的操作可能生成热量，和/或DUT可能需要特定的温度范围来操作。功率设备50可以包括温度控制电路62，以控制DUT 70的温度。一个或多个处理器52监控温度并操作温度控制装置62，温度控制装置62可以包括诸如风扇、可切换散热器、冷却系统、加热器等项目。功率设备50还可以包括切换电路60，切换电路60控制功率设备内的各种组件的操作，以测试和测量DUT 70。
[0018]通常，在操作中，用户通过用户接口44远程地或直接地进行输入，以控制功率设备50的操作来表征DUT 70。典型地，使用如图2所示的实施例的半桥电路来执行动态表征。一种执行动态表征的方法，这里称为双脉冲方法，使用这种类型或电路。
[0019]一般而言，图2的表征电路200容纳在功率设备50内，并且更具体而言，容纳在切换电路60内，尽管本公开的实施例不限于这样的示例。表征电路200示出了两个DUT，DUT_top和DUT_bot，它们在图1中被示为(一个或多个)DUT 70。
[0020]在一般操作中，底部设备DUT bot被导通，以获得通过TEST L电感器的期望电流。随后，底部设备DUT bot关闭，并且顶部设备DUT_top导通。这使得来自Test_L电感器的电感器电流循环流动。可替代地，如果仅一个DUT 70正被测试，顶部设备可以由二极管代替。在取决于电路特性的指定时间之后，顶部设备关闭，并且底部设备导通。可以在设备转换期间收集期望的数据，并计算能量损失。取决于对通过设备的电压和电流的控制，该同一平台可
用于提取静态参数。
[0021]用二极管或短路代替顶部DUT允许对底部设备进行栅极控制，这又允许提取静态电流
‑
电压(I/V)曲线。在顶部DUT可用的情况下，可以使用提取静态数据的附加方法。这些可以包括在底部DUT处的独立栅极/漏极电势脉动。为此，系统将控制底部DUT的栅极处的电压，以允许设备的适当传送特性测量。静态I/V设备表征不需要电感器TEST L，但它的存在允许同一电路执行静态和动态表征二者。如果顶部和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试系统，包括：被测设备(DUT)接口，被构造成耦合到一个或多个DUT；以及设备表征电路，被构造成被控制来执行一个或多个DUT的静态测试和动态测试，所述设备表征电路包括：漏极放大器，所述漏极放大器耦合到一个或多个DUT的漏极并被构造成测量漏极漏电流。2.根据权利要求1所述的测试系统，其中设备表征电路还包括旁路开关，所述旁路开关的操作启用或禁用漏极放大器测量漏极漏电流。3.根据权利要求1所述的测试系统，其中漏极放大器耦合在一个或多个DUT的漏极和接地参考之间。4.根据权利要求1所述的测试系统，其中一个或多个DUT包括第一MOSFET设备和第二MOSFET设备，并且其中表征电路还包括：耦合在第一和第二MOSFET设备之间的电感器；以及与电感器串联并被构造成可控地启用电感器在设备表征电路中的影响的开关。5.根据权利要求1所述的测试系统，其中设备表征电路还包括耦合到一个或多个DUT的栅极并被构造成测量栅极漏电流的栅极放大器。6.根据权利要求5所述的测试系统，其中设备表征电路还包括耦合到一个或多个DUT的第二栅极并被构造成测量第二栅极漏电流的第二栅极放大器。7.根据权利要求5所述的测试系统，其中设备表征电路还包括被构造成控制一个或多个DUT的栅极电压的栅极电压驱动器。8.一种测试和测量系统，包括：测量设备；以及功率设备，所述功率设备包括：接口，用于允许连接到一个或多个被测设备(DUT)；切换电路，被构造成控制功率设备的操作以执行一个或多个DUT的静态测试和动态测试二者；以及在切换电路控制下的设备表征电路，设备表征电路包括耦合到一个或多个DUT的漏极并被构造成测量漏极漏电流的漏极放大器。9.根据权利要求8所述的系统，其中设备表征电路还包括旁路开关，所述旁路开关的操作启用或禁用漏极放大器测量漏极漏电流。10.根据权利要求8所述的系统，其中漏极放大器耦合在一个或多个DUT的漏极和接地参考之间。11....

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：基思利仪器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：