功率半導(dǎo)體是電子產(chǎn)業(yè)鏈中最核心的一類器件，能夠?qū)崿F(xiàn)電能 轉(zhuǎn)換和電路控制作用。功率半導(dǎo)體包括功率半導(dǎo)體分立器件(含 模塊)以及功率IC等。其中，功率半導(dǎo)體分立器件按照器件結(jié)構(gòu) 可分為二極管、晶閘管和晶體管等。以MOSFET、IGBT以及SiC MOSFET為代表的功率器件需求旺 盛。根據(jù)性能不同，廣泛應(yīng)用于汽車、充電樁、光伏發(fā)電、風(fēng) 力發(fā)電、消費(fèi)電子、軌道交通、工業(yè)電機(jī)、儲能、航空航天和 軍工等眾多領(lǐng)域。

    隨著行業(yè)技術(shù)革新和新材料性能發(fā)展，功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)朝復(fù)雜化演進(jìn)，功率半導(dǎo)體的襯底材料朝大尺寸和新材料方向發(fā)展。 以SiC(碳化硅)、GaN(氮化鎵)為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料迅速發(fā)展，它們通常具有高擊穿電場、高熱導(dǎo)率、高遷移率、高 飽和電子速度、高電子密度、高溫穩(wěn)定性以及可承受大功率等特點(diǎn)，使其在光電器件、電力電子、射頻微波器件、激光器和探測 器等方面展現(xiàn)出巨大的潛力。SiC(碳化硅)和GaN(氮化鎵)電力電子器件也逐漸成為功率半導(dǎo)體器件的重要發(fā)展領(lǐng)域。另外，由于 不同結(jié)構(gòu)和不同襯底材料的功率半導(dǎo)體電學(xué)性能和成本各有差異，在不同應(yīng)用場景各具優(yōu)勢。

功率半導(dǎo)體器件靜態(tài)參數(shù)測試技術(shù)的演進(jìn)

        功率器件的生產(chǎn)制造屬于高科技基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),整個產(chǎn)業(yè)鏈包含芯片器件的研發(fā)、生產(chǎn)、封裝和測試等幾個產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)環(huán)節(jié)。隨著半導(dǎo)體制程工藝不斷提升,測試和驗證也變得更加重要。通常,主要的功率半導(dǎo)體器件參數(shù)分為靜態(tài)、動態(tài)、開關(guān)特性,靜態(tài)參數(shù)特性主要是表征器件本征特性指標(biāo)。

        所謂靜態(tài)參數(shù)是指器件本身固有的,與工作條件無關(guān)的相關(guān)參數(shù),如很多功率器件的的靜態(tài)直流參數(shù)(如擊穿電壓V(BR)CES/V(BR)DSS、漏電流ICES/IGES/lGSS/lDSS、閾值電壓VGE(th)、開啟電壓VCE(on)、跨導(dǎo)/Gfe/Gfs、壓降/Vf、導(dǎo)通內(nèi)阻Rds(on)等。動態(tài)參數(shù)是指器件開關(guān)過程中的相關(guān)參數(shù),這些參數(shù)會隨著開關(guān)條件如母線電壓、工作電流和驅(qū)動電阻等因素的改變而變化,如開關(guān)特性參數(shù)、體二極管反向恢復(fù)特性參數(shù)及柵電荷特性參數(shù)等。功率器件的靜態(tài)參數(shù)是動態(tài)指標(biāo)的前提。

        功率半導(dǎo)體器件是一種復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式器件，兼有高輸入阻抗和低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)；同時半導(dǎo)體功率器件的芯片屬 于電力電子芯片，需要工作在大電流、高電壓、高頻率的環(huán)境下，對芯片的可靠性要求較高，這給測試帶來了一定的困難。市面 上傳統(tǒng)的測量技術(shù)或者儀器儀表一般可以覆蓋器件特性的測試需求，但是寬禁帶半導(dǎo)體器件SiC(碳化硅)或GaN(氮化鎵)的技術(shù)卻 極大擴(kuò)展了高壓、高速的分布區(qū)間。如何精確表征功率器件高流/高壓下的I-V曲線或其它靜態(tài)特性，這就對器件的測試工具提出更 為嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)

基于國產(chǎn)化高精度數(shù)字源表(SMU)的靜態(tài)參數(shù)測試方案

        功率半導(dǎo)體器件是一種復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式器件,兼有高輸入阻抗和低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn);同時功率半導(dǎo)體器件的芯片屬于電力電子芯片,需要工作在大電流、高電壓、高頻率的環(huán)境下,對芯片的可靠性要求較高,這給測試帶來了一定的困難。武漢普賽斯提供一種基于國產(chǎn)化高精度源表的測試方案,可以精準(zhǔn)測量功率半導(dǎo)體器件的靜態(tài)參數(shù),具有高電壓和大電流特性、μΩ級導(dǎo)通電阻精確測量、 nA級電流測量能力等特點(diǎn)。支持高壓模式下測量功率器件結(jié)電容,如輸入電容、輸出電容、反向傳輸電容等。

        另外,針對氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)等材料構(gòu)成的高速器件的I-V測試,如大功率激光器、GaN射頻功放、憶阻器等,普賽斯全新推出的CP系列脈沖恒壓源可以高效快速解決測試難題。

國標(biāo)全指標(biāo)的“一鍵”測試項目

        普賽斯可以提供完整的功率半導(dǎo)體器件芯片和模塊參數(shù)的測試方法,輕松實現(xiàn)靜態(tài)參數(shù)I-V和C-V的測試,最終輸出產(chǎn)品Datasheet報告。這些方法同樣適用于寬禁帶半導(dǎo)體SiC和GaN功率器件。