T-CASAS 034-2024 用于零電壓軟開通電路的氮化鎵高電子遷移率晶體管(HEMT)動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測試方法

第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟發(fā)布團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)Dynamicon-resistancetestmethodforGaNI 4零電壓軟開通電路動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測試原理 請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。長城電源技術(shù)有限公司、北京第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新營、毛敏、劉鋼、柳樹渡、趙燕軍、王福強(qiáng)、引言應(yīng)對高頻化開關(guān)損耗增加的問題，零電壓軟開通技術(shù)逐漸在基于GaHEMT在零電壓軟開通過程中沒有熱電子沖擊，器件溝道中二維電子氣濃度的變化情況與硬開通時(shí)不同?，F(xiàn)有用于硬開關(guān)電路的GaNHEMT動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測試方法中的測試電路通模式，因此，對于工作在零電壓軟開通模式下的GaNH基于這一背景，制定適用于零電壓軟開通電路的GaNHEMT動(dòng)件和封裝級(jí)器件，在連續(xù)大電流測試過程中，結(jié)溫明顯上升，需要進(jìn)行散熱1用于零電壓軟開通電路的氮化鎵高電子遷移率晶體管(HEMT)動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測試方法T/CASAS005—2022用于硬開關(guān)電路的氮化鎵高電子遷移率晶體管動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測試3.1ZVSon3.23.3ID3.42導(dǎo)通時(shí)漏極電流的比較值comparativevalueofdraiID(com)進(jìn)行動(dòng)態(tài)電阻測試時(shí)，控制的漏極電流值。通常需要大于器件額定電流值的3.5預(yù)電壓應(yīng)力持續(xù)時(shí)間timeofpre-voltPre-tstress3.63.7在被測器件柵極施加兩個(gè)開通脈沖信號(hào)，使器件實(shí)現(xiàn)在設(shè)定電壓、電流下的動(dòng)態(tài)開關(guān)3.8在被測器件柵極施加多個(gè)持續(xù)開通脈沖信號(hào)，使器件實(shí)現(xiàn)在設(shè)定電壓、電流下的動(dòng)態(tài)開關(guān)3.9沖信號(hào)內(nèi)為雙脈沖或多個(gè)持續(xù)脈沖，每組間保持一定時(shí)間間隔3.10多組測試之間的電壓應(yīng)力時(shí)間timeofvoltagestressbetweendiffe在多組脈沖測試過程中，組與組之間的電壓4零電壓軟開通電路動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測試原理如圖1(a)所示，動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測試電路可以簡要?jiǎng)澐譃椤爸麟娐贰薄氨粶y器件（DUT）”以及“測的GaNHEMT樣品；電壓、電流測試電路負(fù)責(zé)測量器件開關(guān)動(dòng)作后，穩(wěn)定導(dǎo)通時(shí)兩端的VVDS下降到導(dǎo)通電壓（近似0V）后器件的柵源電壓VGS才開始上升，則為零電壓軟開通。3Vin+-鉗位Vin+-鉗位被測管DUT組成。被測管的開關(guān)狀態(tài)由信號(hào)發(fā)生裝置發(fā)出的柵極脈圖2(b)為采用圖2(a)所示的測試電路時(shí)，被測器件工作在零電壓軟開通模式下的典型工作時(shí)序首先，在被測器件S2開啟之前，先控制上管S1導(dǎo)通一段時(shí)間(如100n開關(guān)的前提下盡量??；死區(qū)時(shí)間的結(jié)束時(shí)刻建議設(shè)置前的狀態(tài)。如此反復(fù)，可使S2在之后的每個(gè)脈沖開始時(shí)，都實(shí)現(xiàn)零電壓軟開通。 DUT_ - DUT_ -oZVSonttINCIN+CIN2S1LILDUT:S2RshIDS1S2S1S2IDotttb)測試環(huán)境相對濕度不超過65%。4動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測試模塊DUT動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測試模塊DUT計(jì)算機(jī)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)注2：電源系統(tǒng)。用于為測試過程中提供漏極（VDS）及柵極（V零電壓軟開通過程中，器件動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測試的一般方法是驅(qū)動(dòng)器件在規(guī)定的開啟/關(guān)斷電壓、開/關(guān)脈沖寬度（或占空比）、（雙脈沖測試模式中首個(gè)脈沖的電流、雙脈沖累計(jì)測試次數(shù)；連續(xù)脈沖測而傳統(tǒng)的雙脈沖測試方法與GaNHEMT的實(shí)際工況有偏差，因此可通過連續(xù)脈沖測試以期得到更接近真5將器件安裝在測試裝置上下十分合適；多組脈沖測試中每組脈沖為雙脈沖的情況下既能保證動(dòng)態(tài)電阻達(dá)到穩(wěn)定而結(jié)溫上升可忽將器件安裝在測試裝置上將器件安裝在測試裝置上設(shè)置測試參數(shù)：母線電壓（如V設(shè)置測試參數(shù)：母線電壓（如Vin）、負(fù)載電感量、負(fù)載電阻值（如有）、開/關(guān)脈沖寬度、連續(xù)脈沖單次測試時(shí)間、延遲時(shí)間、電壓反偏應(yīng)力時(shí)間、多脈沖累計(jì)測試時(shí)設(shè)置測試參數(shù)：母線電壓（如Vin）、負(fù)載電感量、負(fù)載電阻值（如有）、開/關(guān)脈沖寬度、延遲時(shí)間、電壓反偏應(yīng)力時(shí)間、雙脈沖累計(jì)測試次數(shù)等在連續(xù)脈沖階段，當(dāng)漏極電流I在連續(xù)脈沖階段，當(dāng)漏極電流ID電流上升到比較值ID(com)后，或開通時(shí)間達(dá)到tm(on)后，同時(shí)測量VDS(on)與ID，并計(jì)算得到RDS(dyn)，記錄此時(shí)的ID和tm(on)在第二個(gè)脈沖時(shí)，當(dāng)漏極電流ID電流上升到比較值ID(com)后，或開通時(shí)間達(dá)到tm(on)后，同時(shí)測量VDS(on)與ID，并計(jì)算得到RDS(dyn)，記錄此時(shí)的ID和tm(on)根據(jù)多次重復(fù)測量結(jié)果，判斷根據(jù)多次重復(fù)測量結(jié)果，判斷RDS(dyn)值是否穩(wěn)定根據(jù)多次重復(fù)測試結(jié)果，判斷RDS(dyn)值是否穩(wěn)定輸出最終測試結(jié)果輸出最終測試結(jié)果輸出最終測試結(jié)果輸出最終測試結(jié)果IDIDID(com)Pre-VstressPre-Vstresstm(on)ID ID(com)ID(com)'i ID(com)ID(com)Pre-Vstresstm(on)tm(on)6ID第1個(gè)雙脈沖第2個(gè)雙脈沖第NDP個(gè)雙脈沖 ID(com)tstressID(com)tstressID(com)tm(on)tm(on)tm(on)IDtcp_ctcp_stcp_ctcp_sTTItItItttb）在控制設(shè)備上，設(shè)置相關(guān)測試參數(shù)，包括母線電壓（Vin）、負(fù)載電感（L）、負(fù)載電阻（RL，間應(yīng)力持續(xù)時(shí)間（tstress）、連續(xù)脈沖測試壓反偏應(yīng)力時(shí)間（tstress）、重復(fù)次數(shù)、延遲時(shí)間（tm(on)）等參數(shù)；具體測試要求如下：1)測試動(dòng)態(tài)電阻時(shí)器件外殼溫升（晶圓局部溫升）應(yīng)3)器件開啟后的鉗位電路延遲時(shí)間，漏極電壓、電流震蕩時(shí)間74)針對連續(xù)脈沖測試，連續(xù)脈沖單次測試時(shí)間宜在100μs～1s，電壓反偏應(yīng)力時(shí)間應(yīng)在50ms以上，連續(xù)脈沖累計(jì)測試時(shí)間宜在1s～1min，以取得穩(wěn)定c）當(dāng)被測器件處于導(dǎo)通狀態(tài)且漏極導(dǎo)通電流ID達(dá)到設(shè)定值ID(com)時(shí)，或在導(dǎo)通時(shí)間達(dá)同時(shí)測試被測器件的漏極導(dǎo)通電流ID以及漏源極導(dǎo)通壓降VDS(on)，計(jì)算得到動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻值RDS(dyn)，并記錄此時(shí)的ID和tm(on)；d）根據(jù)多次重復(fù)測試結(jié)果，判斷所測試的動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻RDS(dyn)值是否穩(wěn)定（變化率小于3%a）被測試器件漏極導(dǎo)通電流ID；b）被測試器件源漏極導(dǎo)通壓降VDS(on)；c）動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻值RDS(dyn)=VDS(on8A.1用于零電壓軟開通電路的GaNHE組與組之間應(yīng)力持續(xù)時(shí)間（tstress組與組之間應(yīng)力持續(xù)時(shí)間（tstress源漏極壓降(VDS(OFF))：電流比較值(ID(COM))：）：預(yù)電壓應(yīng)力持續(xù)時(shí)間（Pre-tstress）:開態(tài)脈沖寬度(ton)：