一種半導體器件溫度?電壓?電流三維校溫曲面的建立方法屬于電子器件測試領域。半導體器件結溫作為半導體器件可靠性方面的重要參數，準確、快速測量結溫對科研、工程方面具有重要意義。針對半導體器件結溫實時測量的要求。本發明專利技術根據本數據庫能夠準確結溫。通過高速開關電路等產生不產生自升溫的脈沖電流電壓并輸入待測器件，通過采集電路采集器件兩端電應力值。最終測量并建立三維溫度?電壓?電流校溫曲線數據庫，從而可以在器件工作狀態下(包括浪涌電流，高頻等)，實時檢測器件結溫。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電子器件測試領域，主要應用于測量半導體器件在不同溫度下的電壓-電流曲線，通過統計擬合建立半導體器件溫度-電壓-電流三維校溫曲線數據庫。
技術介紹
半導體器件結溫作為半導體器件可靠性方面的重要參數，準確、快速測量結溫對科研、工程方面具有重要意義。傳統的半導體器件結溫的測量通過器件手冊上的熱阻數值，根據公式進行計算，或者根據傳統的校溫曲線，測量器件兩端的單一數據，例如電壓或電流，來確定器件結溫。前者由于即便是同一種型號的半導體器件，其熱阻數值也因為個體的不同而有很大差異，同時熱阻并不是一個單一，穩定的數值，其大小隨工作環境、電應力等不同而發生改變，因此所得結溫并不準確；后者雖準確性較第一種有所提高，但由于校溫曲線是二維曲線，只能通過電壓和電流的其中一種作為溫敏參數判斷溫度，而半導體器件在同一電流下工作時，其溫度有很大變化，因此也不能滿足工作需求。
技術實現思路
本專利技術旨在提出一種半導體器件溫度-電壓-電流三維校溫曲線數據庫的建立方法。相較于傳統的通過二維校溫曲線確定結溫的方法，本方法不再使用單一的電壓或電流作為溫敏參數，而是同時測量半導體器件在不同溫度下的工作電壓、電流，經過統計擬合，建立半導體器件溫度-電壓-電流三維校溫曲面。在測量結溫時，可通過測量半導體器件兩端電壓、電流，確定半導體器件溫度。在避免了相同工作電壓或電流下，半導體器件結溫可能不同的問題之外，大大提高了結溫測量的準確性。本專利技術采用的技術方案如下：將待測器件置于加熱裝置中，該加熱裝置可以是溫箱但不限于溫箱，本說明書中以溫箱為例，通過對溫箱進行設置，使器件獲得指定溫度的環境，足夠時間后，即可認為待測器件溫度與溫箱溫度相同。通過給器件輸入持續時間短，幅值遞增且連續的電壓脈沖，避免電壓脈沖導致的待測器件的結溫變化的對測量結果產生影響。利用脈沖使待測器件工作，測量工作狀態下器件兩端的電壓-電流關系，最終建立針對該器件的電壓-電流-結溫校溫曲線數據庫。一種半導體器件在浪涌電流條件下的結溫測量方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，利用導線將待測半導體器件(1)與脈沖發生器(4)相連，利用導線將待測半導體器件(1)與數據采集儀器(5)相連，并將待測半導體器件(1)放入溫箱(2)，利用溫箱(2)對待測半導體器件(1)進行加熱；步驟二，當待測半導體器件(1)溫度穩定到溫箱(2)所設定的溫度并經過了5-10min以后，利用脈沖發生器(4)給待測半導體器件(1)施加電壓遞增的不產生自升溫的短脈沖，期間脈沖發生器(4)由程控電源(3)供電，并通過數據采集儀器(5)測量半導體器件兩端的電壓、電流數據；該處短脈沖的寬度按照國軍標128A-1997中的規定選取；步驟三，重復步驟一及步驟二，調整溫箱(2)的溫度數值，獲得不同溫度下的電壓-電流數據，并將所得數據匯總、處理，建立針對半導體器件(1)的校溫曲線數據庫。步驟三中設定溫度的最大值按照器件生產商提供的器件手冊中的規定為準。更為具體的：實現本專利技術中半導體器件在浪涌電流現象中的結溫測量方法的裝置如圖(1)所示，包括待測半導體器件(1)，溫箱(2)，程控電源(3)，脈沖發生器(4)，數據采集儀器(5)，器件夾具(6)。其中，器件夾具(6)用于將待測半導體器件(1)固定；脈沖發生器(4)用于產生持續時間短，幅值遞增且連續的電壓脈沖；數據采集儀器(5)用來測量待測器件兩端電壓以及流過待測器件的電流。本專利技術的特征在于，該方法還包括以下步驟：步驟一，利用器件夾具(6)和導線將待測半導體器件(1)通過導線與脈沖發生器(4)，數據采集儀器(5)相連，并將半導體器件(1)放入溫箱(2)中，設定溫度為30℃，利用溫箱(2)對待測半導體器件(1)進行加熱。步驟二，當利用溫箱(2)對待測半導體器件(1)進行加熱的時間達到預期時間后，通過脈沖發生器(4)給待測半導體器件(1)施加電壓值遞增變化的短脈沖，此處應說明，短脈沖寬度按照國軍標128A-1997中的規定短脈沖寬度設置，此處推薦100us，期間程控電源(3)給脈沖發生器(4)供電，同時利用數據采集儀器(5)測量半導體器件(1)兩端的電壓，電流，并記錄相關數據。本處應說明，加熱的預期時間的長短以5至10min為準。步驟三，重復步驟一和步驟二，電壓步進10mV，至電壓為1V位置，溫度每次遞增5℃，測量并記錄數據，至溫度達到120℃為止。此處應說明，該電壓最大值和溫度最大值按照器件生產商提供的器件手冊中的規定為準，在此處假設最大電壓為1V，最高溫度為120℃。測量完畢后歸納，處理數據，建立針對待測半導體器件(1)的校溫曲線數據庫。附圖說明圖1為步驟一和步驟二中所使用裝置示意圖，圖中，1為待測半導體器件，2為溫箱，3為程控電源，4為脈沖發生器，5為數據采集儀器，6為器件夾具。圖2為將半導體器件溫度-電壓-電流三維校溫曲線數據進行可視化處理后的曲面圖。圖3為實際測量到的遞增脈沖的波形。圖4為本專利技術特征流程圖。具體實施方式下面結合附圖和以某型號二極管半導體器件為例但不限于此例的具體實施方式對本專利技術進行更詳細的說明。本專利技術所涉及的測試裝置如圖1所示。步驟一，利用器件夾具(6)和導線將待測半導體器件(1)通過導線與脈沖發生器(4)相連，利用器件夾具(6)和導線將待測半導體器件(1)通過導線與數據采集儀器(5)相連，并將待測半導體器件(1)放入溫箱(2)中，設定溫度為30℃，利用溫箱(2)對待測半導體器件(1)進行加熱。步驟二，當利用溫箱(2)對待測半導體器件(1)進行加熱的時間達到預期時間后，通過脈沖發生器(4)給待測半導體器件(1)施加電壓值遞增變化的寬度為100us的短脈沖，期間脈沖發生器(4)由程控電源(3)供電，同時利用數據采集儀器(5)測量待測半導體器件(1)兩端的電壓，電流，并記錄相關數據。在本例中，通過采集待測半導體器件(1)兩側的電壓，獲得的電壓波形如圖5所示，經過每一個周期，待測器件兩端的電壓呈現上升的趨勢。步驟三，重復步驟一和步驟二，溫度每次遞增5℃，測量并記錄數據，至溫度達到120℃為止。此處應說明，該電壓最大值和溫度最大值按照器件生產商提供的器件手冊中的規定為準，在本例中選擇最大電壓為1V，最高溫度為110℃。測量完畢后歸納，處理數據，建立針對待測半導體器件(1)的校溫曲線數據庫。在本例中，將測量得到的校溫曲線數據繪制為曲面，如圖2所示，該圖中z軸為溫度，x軸為電壓，y軸為電流。最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本專利技術而并非限制本專利技術所描述的技術方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本專利技術已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本專利技術進行修改或等同替換；而一切不脫離專利技術的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本專利技術的權利要求范圍當中。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種半導體器件在浪涌電流條件下的結溫測量方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，將待測半導體器件(1)與脈沖發生器(4)相連，將待測半導體器件(1)與數據采集儀器(5)相連，并將待測半導體器件(1)放入溫箱(2)，利用溫箱(2)對待測半導體器件(1)進行加熱；步驟二，當待測半導體器件(1)溫度穩定到溫箱(2)所設定的溫度并經過了5?10min以后，利用脈沖發生器(4)給待測半導體器件(1)施加電壓遞增的不產生自升溫的短脈沖，期間脈沖發生器(4)由程控電源(3)供電，并通過數據采集儀器(5)測量半導體器件兩端的電壓、電流數據；該處短脈沖的寬度按照國軍標128A?1997中的規定選取；步驟三，重復步驟一及步驟二，調整溫箱(2)的溫度數值，獲得不同溫度下的電壓?電流數據，并將所得數據匯總、處理，建立針對半導體器件(1)的校溫曲線數據庫。
【技術特征摘要】
1.一種半導體器件在浪涌電流條件下的結溫測量方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，將待測半導體器件(1)與脈沖發生器(4)相連，將待測半導體器件(1)與數據采集儀器(5)相連，并將待測半導體器件(1)放入溫箱(2)，利用溫箱(2)對待測半導體器件(1)進行加熱；步驟二，當待測半導體器件(1)溫度穩定到溫箱(2)所設定的溫度并經過了5-10min以后，利用脈沖發生器(4)給待測半導體器件(1)施加電壓遞增的不產生自升溫的短脈沖，期間脈沖...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭春生，蘇雅，廖之恒，馮士維，朱慧，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：北京;11
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