一种测试mos管特性的测试电路及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种测试电路，用于对具有栅极、源极和漏极的MOS管的测试，包括：第一单刀单掷开关，该开关的第一触点与栅极连接，第二触点与源极连接；第二单刀单掷开关，该开关的第三触点与漏极连接，第四触点与源极连接；单刀双掷开关，该开关的第五触点与一电源装置连接，第六触点与漏极连接，第七触点与栅极连接；当第一触点与第二触点连通使栅极与源极短路，且第五触点与第六触点连通时，电源装置的电压加在漏极与源极之间，以测试MOS管的高温反偏特性；当第三触点与第四触点连通使漏极与源极短路，且第五触点与第七触点连通时，电源装置的电压加在栅极与源极之间，以测试MOS管的高温栅偏置特性。
【专利说明】一种测试MOS管特性的测试电路及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造的测试领域，具体涉及一种测试MOS管特性的测试电路及其方法
【背景技术】
[0002]半导体制造中，在POWER MOS管生产出来以后并不能立即投入使用，而是要利用相关的可靠性试验对该MOS管的可靠性能以及实际使用寿命进行测试，而MOS管的HTRB (高温反偏)及HTGB (高温栅偏置)特性是MOS管的两项非常重要的可靠性项目，其中，高温反偏特性反映了 MOS管在高温下验证PN结的反向击穿特性，高温栅偏置则反映了 MOS管在高温下栅氧的质量情况。
[0003]现有技术中测试MOS管的特性的电路图如图1和图2所示，其中，图1是针对N-channel POWER MOS管的HTRB特性的测试电路图，P-channel POWER MOS管应使所加的电压反向，从图中可以看出，HTRB实验时，MOS管的栅极G与源极S短接，一偏压通过串联一电阻R后加在漏极D与源级S之间，电阻R的作用为当漏极D与源极S击穿的时候避免电路短路从而引起大电流损坏测试电路。图2是针对N-channel MOS管的HTGB特性的测试电路图，P-channel POWER MOS管仍应使所加的电压反向，从图中可以看出，HTGB实验时，MOS管的漏极D与源极S短接，一偏压通过串联一电阻R后加在栅极G与源级S之间，电阻R同样为保护设备的作用。
[0004]本发明 申请人:在实施本申请实施例的过程中发现现有技术存在如下技术问题:
[0005]现有技术针对MOS管的高温反偏特性及高温栅偏置特性的测试电路在同一时间里只能测试高温反偏特性和高温栅偏置特性中的一个，不能对两种特性同时进行测试，并且也不能批量的测试MOS管的高温反偏特性及高温栅偏置特性。
【发明内容】
[0006]本申请实施例提供一种测试MOS管高温反偏和高温栅偏置特性的测试电路，可以解决现有技术中不能同时测试MOS管的高温反偏和高温栅偏置特性的技术问题。
[0007]为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种测试MOS管高温反偏和高温栅偏置特性的测试电路，该测试电路用于对包括有栅极、源极以及漏极的MOS管进行高温反偏和高温栅偏置特性的测试，所述测试电路包括:
[0008]第一单刀单掷开关，所述第一单刀单掷开关具有第一触点及第二触点，所述第一触点与所述栅极连接，所述第二触点与所述源极连接；
[0009]第二单刀单掷开关，所述第二单刀单掷开关具有第三触点及第四触点，所述第三触点与所述漏极连接，所述第四触点与所述源极连接；
[0010]单刀双掷开关，所述单刀双掷开关具有第五触点，第六触点及第七触点，所述第五触点与一电源装置连接，所述第六触点与所述漏极连接，所述第七触点与所述栅极连接；
[0011]其中，当所述第一触点与所述第二触点连通使所述栅极与所述源极处于短路状态，且当所述第五触点与所述第六触点连通时通过将所述电源装置的电压加在所述漏极与所述源极之间，测试所述MOS管的高温反偏特性；
[0012]当所述第三触点与所述第四触点连通使所述漏极与所述源极处于短路状态，且当所述第五触点与所述第七触点连通时通过将所述电源装置的电压加在所述栅极与所述源极之间，用于测试所述MOS管的高温栅偏置特性。
[0013]优选地，所述测试电路还包括一保护电阻，连接在所述第五触点与所述电源装置之间，用于当由于所述漏极与所述源极间处于所述短路状态，或者所述栅极与所述源极间处于短路状态而产生电流值大于一预设值的大电流时，保护所述测试电路。
[0014]优选地，所述测试电路还具有一保险装置，连接在所述保护电阻与所述电源装置之间，用于当所述MOS管失效产生电流值大于所述预设值的大电流后，保护所述测试电路。
[0015]优选地，所述保险装置具体为一保险丝，当所述MOS管失效产生所述大电流后，通过将所述保险丝烧断，切断所述电源装置与所述保护电阻间的连路，以保护所述测试电路。
[0016]优选地，所述电源装置具体为设置在所述测试电路内的电源装置，或者为一外接于所述测试电路的电源装置。
[0017]优选地，所述测试电路的所述源极与地连接，以使所述第二触点、所述源极与所述第四触点共同与所述地连接。
[0018]对应地，本申请实施例还提供一种测试MOS管高温反偏和高温栅偏置特性的测试方法，同样用于解决现有技术不能同时及批量测试MOS管的高温反偏和高温栅偏置特性的技术问题，所述测试方法应用于一测试电路中对包括有栅极、源极以及漏极的MOS管进行测试，所述测试电路包括:第一单刀单掷开关，所述第一单刀单掷开关具有第一触点及第二触点，所述第一触点与所述栅极连接，所述第二触点与所述源极连接；第二单刀单掷开关，所述第二单刀单掷开关具有第三触点及第四触点，所述第三触点与所述漏极连接，所述第四触点与所述源极连接；单刀双掷开关，所述单刀双掷开关具有第五触点，第六触点及第七触点，所述第五触点与一电源装置连接，所述第六触点与所述漏极连接，所述第七触点与所述栅极连接，所述测试方法包括:
[0019]通过将所述第一触点与所述第二触点连通，控制所述栅极与所述源极处于短路状态，并通过将所述第五触点与所述第六触点连通，将所述电源装置的电压加在所述漏极与所述源极之间，以测试所述MOS管的高温反偏特性；或者
[0020]通过将所述第三触点与所述第四触点连通，控制所述漏极与所述源极处于短路状态，并通过将所述第五触点与所述第七触点连通，将所述电源装置的电压加在所述栅极与所述源极之间，以测试所述MOS管的高温栅偏置特性。
[0021 ] 优选地，所述测试电路还包括:
[0022]保护电阻，连接在所述第五触点与一电源装置之间，用于当由于所述漏极与所述源极间处于所述短路状态，或者所述栅极与所述源极间处于短路状态而产生电流值大于一预设值的大电流时，保护所述测试电路；
[0023]保险装置，连接在所述保护电阻与所述电源装置之间，用于当所述MOS管失效产生电流值大于所述预设值的大电流后，保护所述测试电路。
[0024]优选地，当所述保险装置具体为保险丝时，所述方法还包括:
[0025]将所述MOS管失效时产生的所述大电流传输至所述保险丝；[0026]通过所述大电流将所述保险丝烧断，以切断所述电源装置与所述保护电阻间的连路，以保护所述测试电路。
[0027]优选地，所述电源装置具体为设置在所述测试电路内的电源装置，或者为一外接于所述测试电路的电源装置。
[0028]优选地，所述方法还包括:通过将所述测试电路的所述源极与地连接，控制所述第二触点、所述源极与所述第四触点共同与所述地连接。
[0029]本申请实施例提供的上述技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0030]由于采用了根据MOS管高温反偏及高温栅偏置的测试原理，将单刀单掷开关以及单刀双掷开关置于相应的位置从而使需要的电路支路处于连通状态，以实现不同测试电路之间的转变的技术手段，解决了现有技术中不能同时及批量测试MOS管的高温反偏及高温栅偏置特性的技术问题，因而，具有能同时及批量测试MOS管的高温反偏和高温栅偏置特性的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为现有技术中测试MOS管高温反偏特性的测试电路的电路联接示意图；
[0032]图2为现有技术中测试MOS管高温栅偏置特性的测试电路的电路联接示意图；
[0033]图3为本申请实施例中一种测试MOS管特性的测试电路的电路联接示意图；
[0034]图4为本申请实施例中测试MOS管高温反偏特性的测试方法流程图；
[0035]图5为本申请实施例中测试MOS管高温栅偏置特性的测试方法流程图。【具体实施方式】
[0036]本申请实施例通过提供一种测试MOS管高温反偏和高温栅偏置特性的测试电路，可以解决现有技术中不能同时测试MOS管的高温反偏和高温栅偏置特性的技术问题。
[0037]本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下:
[0038]在MOS管的测试电路中加入两个单刀单掷单掷开关以及一个单刀单掷双掷开关，单刀单掷单掷开关具有两个触点，单刀单掷双掷开关具有三个触点，根据测试高温反偏及高温栅偏置特性的原理，将不同的触点之间连通，就能使需要的电路支路处于连通、断开或者短路的状态，继而实现测试高温反偏特性及高温栅偏置特性的测试电路之间的转化，再对测试电路采用并联的电路联接方式，就能实现对MOS管高温反偏以及高温栅偏置特性的同时及批量测试。
[0039]通过采用本申请实施例中的技术方案，测试电路能根据用户的选择使单刀单掷开关以及单刀双掷开关的不同触点之间连通或者断开，从而可以将电路支路置于连通、断开或者短路状态，继而实现在测试高温反偏特性及高温栅偏置特性的测试电路之间的转化，以实现对高温反偏特性及高温栅偏置特性的测试。
[0040]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0041]本申请实施例中用于测试具有栅极G，源极S，漏极D的POWER MOS管的高温反偏特性以及高温栅偏置特性的测试电路的电路联接如图3所示，具体包括:
[0042]第一单刀单掷开关101，所述第一单刀单掷开关101具有第一触点I及第二触点2，所述第一触点I与待测MOS管的栅极G连接，所述第二触点2与所述待测MOS管的源极S连接；
[0043]第二单刀单掷开关102，所述第二单刀单掷开关102具有第三触点3及第四触点4，所述第三触点3与所述待测MOS管的漏极D连接，所述第四触点4与所述待测MOS管的源极S连接；
[0044]单刀双掷开关103，所述单刀双掷开关103具有第五触点5，第六触点6及第七触点7，所述第五触点5与一电源装置106连接，所述第六触点6与所述待测MOS管的漏极D连接，所述第七触点7与所述待测MOS管的栅极G连接；
[0045]其中，当所述第一触点I与所述第二触点2连通使所述栅极G与所述源极S处于短路状态，且当所述第五触点5与所述第六触点6连通时通过将所述电源装置106的电压加在所述漏极D与所述源极S之间，测试所述MOS管的高温反偏特性；
[0046]当所述第三触点3与所述第四触点4连通使所述漏极D与所述源极S处于短路状态，且当所述第五触点5与所述第七触点7连通时通过将所述电源装置106的电压加在所述栅极G与所述源极S之间，用于测试所述MOS管的高温栅偏置特性。
[0047]在具体实施过程中，所述测试电路中还具有一保护电阻104，连接在所述第五触点5与所述电源装置106之间，用于当所述测试电路用于测试所述待测MOS管的高温反偏特性，而将所述待测MOS管的所述漏极D与所述源极S之间处于短路状态，测试电路产生大于一预设值的大电流时，保护所述测试电路。或者用于当所述测试电路用于测试所述待测MOS管的高温栅偏置特性，而将所述待测MOS管的所述栅极G与所述源极S之间处于短路状态，测试电路产生大于一预设值的大电流时，保护所述测试电路。
[0048]在具体实施过程中，为了更好的保护所述测试电路，除了在测试电路中设置一保护电阻104，还需要设置一保险装置105，所述保险装置105连接在所述保护电阻104与所述电源装置106之间，用于当所述待测MOS管失效，而所述测试电路产生大于所述预设值的大电流后，保护所述测试电路，以免所述测试电路中的器件烧坏。而在具体实施过程中，所述保险装置105 —般为一保险丝，当所述MOS管失效产生所述大电流后，所述保险丝会烧断，进而切断所述电源装置106与所述保护电阻104间的连路，以保护所述测试电路。以上对于保险装置105的举例并不用于限制本申请实施例的保险装置105，只要是能够在本申请实施例的测试电路中起到与保险丝相同作用的装置都应该在本申请的保护范围内。
[0049]在具体实施过程中，所述电源装置106可以设置在所述测试电路内，成为所述测试电路的组成部分，在这种情况下，所述的电源装置106还可以具有一能够控制电源装置106供电或断电的开关装置，当测试电路需要测试所述待测MOS管的特性时，所述开关装置控制所述电源装置106供电，在不需要所述测试电路工作时，所述开关装置控制所述电源装置106断电。或者所述电源装置106还可以为一外接于所述测试电路的供电装置，此时的电源装置106就不再是测试电路的组成部分了，具体地，比如此时电源装置106为一电源插座，那么测试电路就还可以具有一能够插到所述电源插座上的插头，当测试电路测试MOS管的特性而需要供电时，只需将连接在测试电路中的插头插到所述电源插座上即可，而当不需要测试MOS管的特性时，只需将插头从电源插座上拔出即可。
[0050]在具体实施过程中，在测试MOS管的高温反偏特性以及高温栅偏置特性时，一般都会将所述测试电路的所述源极S与地连接，以使所述第二触点、所述源极S、以及所述第四触点共同与所述地连接。[0051]通过本申请实施例提供的测试电路就能对MOS管的高温反偏特性以及高温栅偏置特性进行测试，并且不需要更换其它元器件，只需将需要的触点连通就能实现高温反偏特性测试电路以及高温栅偏置测试电路之间的任意转换，而当需要同时测试高温反偏特性以及高温栅偏特性时，或者批量测试MOS管的高温反偏特性及高温栅偏置特性时，只需要将若干相同的测试电路装置按照并联的联接方式联接起来即可，至于并联的测试电路的数量则根据需要测试的MOS管数量以及需要测试的特性的项数来决定。
[0052]对应地，基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种测试方法，应用于上述的测试电路中对包括有栅极、源极以及漏极的待测MOS管进行测试，所述测试电路包括:第一单刀单掷开关101，所述第一单刀单掷开关101具有第一触点I及第二触点2，所述第一触点I与所述栅极G连接，所述第二触点2与所述源极S连接；第二单刀单掷开关102，所述第二单刀单掷开关102具有第三触点3及第四触点4，所述第三触点3与所述漏极D连接，所述第四触点4与所述源极S连接；单刀双掷开关103，所述单刀双掷开关103具有第五触点5，第六触点6及第七触点7，所述第五触点5与一电源装置106连接，所述第六触点6与所述漏极D连接，所述第七触点7与所述栅极G连接，所述测试方法应包括高温反偏测试方法以及高温栅偏置测试方法，其中，高温反偏测试方法如图4所示，包括:
[0053]401:通过将所述第一触点I与所述第二触点2连通，控制所述栅极G与所述源极S处于短路状态；
[0054]402:并通过将所述第五触点5与所述第六触点6连通，将所述电源装置106的电压加在所述漏极D与所述源极S之间，以测试所述待测MOS管的高温反偏特性。
[0055]而高温栅偏置的测试方法如图5所示，包括:
[0056]501:通过将所述第三触点3与所述第四触点4连通，控制所述漏极D与所述源极S处于短路状态；
[0057]502:并通过将所述第五触点5与所述第七触点7连通，将所述电源装置106的电压加在所述栅极G与所述源极S之间，以测试所述待测MOS管的高温栅偏置特性。
[0058]以上的测试方法中的步骤并没有顺序的先后之分，只要保证在测试电路在测试MOS管的高温反偏及高温栅偏置特性之前，该测试电路的电源装置不会供电即可。
[0059]在具体实施过程中，为了保护所述测试电路的安全，在进行MOS管的高温反偏及高温栅偏置特性测试时一般会在所述测试电路中加入保护装置，用以当流经测试电路的电流为大于预设电流的大电流时，保护所述测试电路中的器件不被损坏，所述的保护装置包括:
[0060]保护电阻104，连接在所述第五触点5与一电源装置106之间，用于当由于所述漏极D与所述源极S间处于所述短路状态，或者所述栅极G与所述源极S间处于短路状态而产生电流值大于一预设值的大电流时，保护所述测试电路；
[0061]保险装置105，连接在所述保护电阻104与所述电源装置106之间，用于当所述MOS管失效产生电流值大于所述预设值的大电流后，保护所述测试电路。
[0062]而在具体实施过程中，当所述保险装置105具体为一保险丝时，所述测试方法还包括:将所述MOS管失效时产生的所述大电流传输至所述保险丝；通过所述大电流将所述保险丝烧断，以切断所述电源装置106与所述保护电阻104间的连路，以保护所述测试电路。以上对于保险装置105的具体说明并不用于限制本申请实施例的保险装置105，只要是能够在本申请实施例的测试方法中起到与保险丝相同作用的装置都应该在本申请的保护范围内。
[0063]在具体实施过程中，所述电源装置106可以设置在所述测试电路内，成为所述测试电路的组成部分，在这种情况下，所述的电源装置106还可以具有一能够控制电源装置106供电或断电的开关装置，当测试电路需要测试所述待测MOS管的特性时，所述开关装置控制所述电源装置106供电，在不需要所述测试电路工作时，所述开关装置控制所述电源装置106断电。或者所述电源装置106还可以为一外接于所述测试电路的供电装置，此时的电源装置106就不再是测试电路的组成部分了，具体地，比如此时电源装置106为一电源插座，那么测试电路就还可以具有一能够插到所述电源插座上的插头，当测试电路测试MOS管的特性而需要供电时，只需将连接在测试电路中的插头插到所述电源插座上即可，而当不需要测试MOS管的特性时，只需将插头从电源插座上拔出即可。
[0064]在具体实施过程中，所述测试方法还包括:通过将所述测试电路的所述源极S与地连接，控制所述第二触点2、所述源极S与所述第四触点4共同与所述地连接。
[0065]通过本申请实施例提供的测试电路就能对MOS管的高温反偏特性以及高温栅偏置特性进行测试，并且不需要更换其它元器件，只需将需要的触点连通就能实现高温反偏特性测试电路以及高温栅偏置测试电路之间的任意转换，而当需要同时测试高温反偏特性以及高温栅偏特性时，或者批量测试MOS管的高温反偏特性及高温栅偏置特性时，只需要将若干相同的测试电路装置按照并联的联接方式联接起来即可，至于并联的测试电路的数量则根据需要测试的MOS管数量以及需要测试的特性的项数来决定。
[0066]在本申请实施例的方法实施例中，所有步骤均没有顺序要求，即测试电路中的器件可以任何顺序接入电路，但要保证在所有电路器件完成接入前，不得为测试电路供电即可。
[0067]通过本申请实施例中的一个或多个技术方案，可以实现如下技术效果:
[0068]由于采用了根据MOS管高温反偏及高温栅偏置的测试原理，将单刀单掷开关以及单刀双掷开关置于相应的位置从而使需要的电路支路处于连通状态，以实现不同测试电路之间的转变的技术手段，解决了现有技术中不能同时及批量测试MOS管的高温反偏及高温栅偏置特性的技术问题，因而，具有能同时及批量测试MOS管的高温反偏和高温栅偏置特性的技术效果。
[0069]在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述，但是，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种测试电路，用于对包括有栅极、源极以及漏极的MOS管进行测试，其特征在于，所述测试电路包括: 第一单刀单掷开关，所述第一单刀单掷开关具有第一触点及第二触点，所述第一触点与所述栅极连接，所述第二触点与所述源极连接； 第二单刀单掷开关，所述第二单刀单掷开关具有第三触点及第四触点，所述第三触点与所述漏极连接，所述第四触点与所述源极连接； 单刀双掷开关，所述单刀双掷开关具有第五触点，第六触点及第七触点，所述第五触点与一电源装置连接，所述第六触点与所述漏极连接，所述第七触点与所述栅极连接； 其中，当所述第一触点与所述第二触点连通使所述栅极与所述源极处于短路状态，且当所述第五触点与所述第六触点连通时通过将所述电源装置的电压加在所述漏极与所述源极之间，测试所述MOS管的高温反偏特性； 当所述第三触点与所述第四触点连通使所述漏极与所述源极处于短路状态，且当所述第五触点与所述第七触点连通时通过将所述电源装置的电压加在所述栅极与所述源极之间，用于测试所述MOS管的高温栅偏置特性。
2.如权利要求1所述的测试电路，其特征在于，所述测试电路还包括一保护电阻，连接在所述第五触点与所述电源装置之间，用于当由于所述漏极与所述源极间处于所述短路状态，或者所述栅极与所述源极间处于短路状态而产生电流值大于一预设值的大电流时，保护所述测试电路。
3.如权利要求2所述的测试电路，其特征在于，所述测试电路还具有一保险装置，连接在所述保护电阻与所述电源装置之间，用于当所述MOS管失效产生电流值大于所述预设值的大电流后，保护所述测试电路。
4.如权利要求3所述的测试电路，其特征在于，所述保险装置具体为一保险丝，当所述MOS管失效产生所述大电流后，通过将所述保险丝烧断，切断所述电源装置与所述保护电阻间的连路，以保护所述测试电路。
5.如权利要求1-4任一权项所述的测试电路，其特征在于，所述电源装置具体为设置在所述测试电路内的电源装置，或者为一外接于所述测试电路的电源装置。
6.如权利要求5所述的测试电路，其特征在于，所述测试电路的所述源极与地连接，以使所述第二触点、所述源极与所述第四触点共同与所述地连接。
7.—种测试方法，应用于一测试电路中对包括有栅极、源极以及漏极的MOS管进行测试，其特征在于，所述测试电路包括:第一单刀单掷开关，所述第一单刀单掷开关具有第一触点及第二触点，所述第一触点与所述栅极连接，所述第二触点与所述源极连接；第二单刀单掷开关，所述第二单刀单掷开关具有第三触点及第四触点，所述第三触点与所述漏极连接，所述第四触点与所述源极连接；单刀双掷开关，所述单刀双掷开关具有第五触点，第六触点及第七触点，所述第五触点与一电源装置连接，所述第六触点与所述漏极连接，所述第七触点与所述栅极连接，所述方法包括: 通过将所述第一触点与所述第二触点连通，控制所述栅极与所述源极处于短路状态，并通过将所述第五触点与所述第六触点连通，将所述电源装置的电压加在所述漏极与所述源极之间，以测试所述MOS管的高温反偏特性；或者 通过将所述第三触点与所述第四触点连通，控制所述漏极与所述源极处于短路状态，并通过将所述第五触点与所述第七触点连通，将所述电源装置的电压加在所述栅极与所述源极之间，以测试所述MOS管的高温栅偏置特性。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测试电路还包括: 保护电阻，连接在所述第五触点与一电源装置之间，用于当由于所述漏极与所述源极间处于所述短路状态，或者所述栅极与所述源极间处于短路状态而产生电流值大于一预设值的大电流时，保护所述测试电路； 保险装置，连接在所述保护电阻与所述电源装置之间，用于当所述MOS管失效产生电流值大于所述预设值的大电流后，保护所述测试电路。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于， 当所述保险装置具体为保险丝时，所述方法还包括: 将所述MOS管失效时产生的所述大电流传输至所述保险丝； 通过所述大电流将所述保险丝烧断，以切断所述电源装置与所述保护电阻间的连路，以保护所述测试电路。
10.如权利要求8-9任一权项所述的方法，其特征在于，所述电源装置具体为设置在所述测试电路内的电源装置，或者为一外接于所述测试电路的电源装置。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:通过将所述测试电路的所述源极与地连接，控制所述第二触点、所述源极与所述第四触点共同与所述地连接。
【文档编号】G01R31/26GK103913688SQ201310003944
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月7日 优先权日:2013年1月7日
【发明者】邱海亮, 蔡新春 申请人:北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司