一种用于静态高温反偏测试的接触检测电路和检测方法与流程
本发明涉及器件测试，尤其是涉及一种用于静态高温反偏测试的接触检测电路和检测方法。
背景技术：
1、随着第三代半导体器件，如碳化硅（sic）功率器件、氮化镓（gan）功率器件、有机发光二极管（oled）、钙钛矿太阳能电池等，在新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域的应用，要获取市场信任和认可，器件的可靠性验证是必经之路。
2、高温反偏（high temperature reverse bias，htrb）测试是一种典型的器件可靠性测试。根据iec 60749-23-2004测试标准，htrb测试通过在高温下，按照额定耐压的80%施加反向偏压，仅测量功率器件的漏源极漏电流，判断功率器件的漏源极漏电流能否保持在稳定的规定范围内。由于漏源极电流量微小，不足以表征器件老化特性，且现有的htrb测试无法验证器件与测试电路是否安全连接，这可能导致测试结果无法真实地反映器件在实际工作条件下的可靠性表现，无法保证测试过程中的安全性。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本方案提出了一种用于静态高温反偏测试的接触检测电路和检测方法，通过增加继电器控制使得测试系统能够在高压源和大电流源之间切换，从而不仅可以执行传统的htrb老化测试，还可以进行导通电阻和正向电压降的测量，这两个参数有助于评估整个测试过程中被测器件的接触稳定性，还可以表征器件在老化测试前后的差异（老化程度），能够提高测试的可靠性和测试结果准确性。
2、根据本发明的第一方面，提供了一种用于静态高温反偏测试的接触检测电路，包括：高压源、大电流源、第一继电器和测试电路，高压源或大电流源通过第一继电器接入测试电路，当高压源接入测试电路时，测试电路用于测量被测器件的漏源极漏电流；当大电流源接入测试电路时，测试电路用于测量被测器件的导通电阻和正向电压降，并基于测量的导通电阻和正向电压降判断被测器件与测试电路是否稳定接触。
3、上述技术方案通过切换高压源和大电流源可以实现对被测器件不同参数的测量，使测试更具灵活性和适用性；通过测量漏源电流和正向电压降可以判断被测器件与测试电路的稳定接触情况，以便及时发现接触不良或其他影响测试性能的问题。
4、可选地，在本发明提供的用于静态高温反偏测试的接触检测电路中，测试电路包括熔断器、高温室、被测器件和采样电阻，被测器件置于高温室中，熔断器一端连接第一继电器，另一端连接被测器件的漏极；采样电阻连接被测器件的源极，用于通过监测采样电阻上的电压获取被测器件的漏源极漏电流。
5、可选地，在本发明提供的用于静态高温反偏测试的接触检测电路中，接触检测电路还包括第二继电器，第二继电器连接在驱动电压源和被测器件的门极之间，用于在测量正向电压降和漏源极漏电流时使被测器件的驱动电压为零或负值，在测量被测器件的导通电阻时使被测器件的驱动电压为正向驱动电压。
6、上述技术方案中，第二继电器能够根据测试需要切换驱动电压源的极性，提供不同的门极驱动电压，无需额外的驱动电压，确保在不同测试模式下对被测器件施加正确的电压，同时保护器件免受电路的不良影响。
7、可选地，在本发明提供的用于静态高温反偏测试的接触检测电路中，第一继电器为两个单刀双掷继电器或者一个双刀双掷继电器，第二继电器为一个双刀双掷继电器，第一继电器和第二继电器分别连接至微控制器单元或可编程逻辑控制器以实现自动切换。
8、上述技术方案中，允许在测试过程中自动切换不同的电源和信号路径，使用继电器可以实现在不同状态之间切换，从而实现多种工作条件下的测试或操作。
9、可选地，在本发明提供的用于静态高温反偏测试的接触检测电路中，测试电路用于测试电路用于根据微控制器单元或可编程逻辑控制器的自动化控制程序，按照测量被测器件的正向电压降和导通电阻、老化测试、测量被测器件的导通电阻和正向电压降的顺序测试器件的老化特性。
10、上述技术方案中，通过在htrb老化测试结束后再次测量器件的导通内阻和正向电压降，可以评估器件在应力测试期间的老化程度。
11、可选地，在本发明提供的用于静态高温反偏测试的接触检测电路中，高压源的输出电压和大电流源的输出电流分别根据被测器件的最大耐受电压范围、最大耐受电流范围和测试需求设置。
12、根据本发明的第二方面，提供了一种用于静态高温反偏测试的接触检测方法，包括：设置老化测试条件和测试时间；在老化测试开始前，控制第一继电器使大电流源与测试电路连通，测量被测器件的正向电压降和导通电阻；根据测量的正向电压降和导通电阻判断被测器件与测试电路是否稳定连接；连接稳定后，控制第一继电器切换至连通高压源和测试电路，按照预设的老化测试条件和测试时间向被测器件施加反向电压进行老化测试，测量被测器件的漏源极漏电流。
13、上述技术方案可以在高温反偏测试期间监测被测器件与测试电路的连接稳定性，并有效地评估器件的性能和可靠性。
14、可选地，在本发明提供的用于静态高温反偏测试的接触检测方法中，在完成老化测试后控制第一继电器切换至连通大电流源和测试电路，再次测量被测器件的导通电阻和正向电压降；根据导通电阻和正向电压降的变化趋势评估器件老化测试前后的特性变化。
15、上述技术方案综合考虑导通电阻和正向电压降的变化趋势，评估器件在老化测试前后的特性变化情况，有助于确定器件的老化程度和对器件性能的影响程度。
16、可选地，在本发明提供的用于静态高温反偏测试的接触检测方法中，将测量得到的正向电压降和导通电阻分别与器件的规格要求进行比较，如果正向电压降在规格要求的范围内，则判断被测器件与测试电路的连接是稳定的。
17、可选地，在本发明提供的用于静态高温反偏测试的接触检测方法中，在老化测试开始前，控制第一继电器使大电流源与测试电路连通，控制第二继电器使器件门极驱动电压为0或为负向驱动电压，测量被测器件的正向电压降，切换第二继电器使门极驱动电压为正向驱动电压，测量被测器件的导通电阻；
18、器件连接稳定后，控制第一继电器切换至连通高压源和测试电路，通过第二继电器使门极驱动电压为0或负值，按照预设的老化测试条件和测试时间向被测器件施加反向电压，测量被测器件的漏源极漏电流。
19、根据本发明提供的用于静态高温反偏测试的接触检测电路和检测方法，通过在高温反偏测试过程中监测器件与测试电路的接触稳定性，能够在不影响原本htrb老化测试效率的同时，通过额外测量被测器件的两个关键测试项，即导通电阻和正向电压降，来判断器件与测试电路的接触情况，确保测试所得数据的有效性，并表征器件在老化测试前后的老化程度，提高在长时间高温反偏条件下进行测试时测试结果的准确性。
20、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
技术特征：
1.一种用于静态高温反偏测试的接触检测电路，其特征在于，包括：高压源、大电流源、第一继电器和测试电路，所述高压源或大电流源通过所述第一继电器接入所述测试电路，当所述高压源接入所述测试电路时，所述测试电路用于测量被测器件的漏源极漏电流；当所述大电流源接入所述测试电路时，所述测试电路用于测量被测器件的导通电阻和正向电压降，并基于测量的导通电阻和正向电压降判断被测器件与测试电路是否稳定接触。
2.根据权利要求1所述的用于静态高温反偏测试的接触检测电路，其特征在于，所述测试电路包括熔断器、高温室、被测器件和采样电阻，所述被测器件置于所述高温室中，所述熔断器一端连接所述第一继电器，另一端连接被测器件的漏极；所述采样电阻连接所述被测器件的源极，用于通过监测采样电阻上的电压获取被测器件的漏源极漏电流。
3.根据权利要求1所述的用于静态高温反偏测试的接触检测电路，其特征在于，所述接触检测电路还包括第二继电器，所述第二继电器连接在驱动电压源和被测器件的门极之间，用于在测量正向电压降和漏源极漏电流时使被测器件的门极驱动电压为零或负值，在测量被测器件的导通电阻时使被测器件的门极驱动电压为正向驱动电压。
4.根据权利要求3所述的用于静态高温反偏测试的接触检测电路，其特征在于，所述第一继电器为两个单刀双掷继电器或者一个双刀双掷继电器，所述第二继电器为一个双刀双掷继电器，所述第一继电器和第二继电器分别连接至微控制器单元或可编程逻辑控制器以实现自动切换。
5.根据权利要求4所述的用于静态高温反偏测试的接触检测电路，其特征在于，所述测试电路用于根据所述微控制器单元或可编程逻辑控制器的自动化控制程序，按照测量被测器件的正向电压降和导通电阻、老化测试、测量被测器件的导通电阻和正向电压降的顺序测试器件的老化特性。
6.根据权利要求1所述的用于静态高温反偏测试的接触检测电路，其特征在于，所述高压源的输出电压和所述大电流源的输出电流分别根据被测器件的最大耐受电压范围、最大耐受电流范围和测试需求设置。
7.一种用于静态高温反偏测试的接触检测方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的用于静态高温反偏测试的接触检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求7所述的用于静态高温反偏测试的接触检测方法，其特征在于，所述根据测量的正向电压降和导通电阻判断被测器件与测试电路是否稳定连接的步骤包括：
10.根据权利要求7所述的用于静态高温反偏测试的接触检测方法，其特征在于，
技术总结
本申请公开了一种用于静态高温反偏测试的接触检测电路和检测方法，该电路包括：高压源、大电流源、第一继电器和测试电路，高压源或大电流源通过第一继电器接入测试电路。当高压源接入测试电路时，测试电路用于测量被测器件的漏源极漏电流；当大电流源接入测试电路时，测试电路用于测量被测器件的导通电阻和正向电压降，并基于测量的导通电阻和正向电压降判断被测器件与测试电路是否稳定接触。本方案能够提高器件HTRB老化测试的安全性和可靠性。
技术研发人员：谭秋阳,杨书豪,毛赛君
受保护的技术使用者：忱芯科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23