功率半导体器件的高温测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种功率半导体器件的高温测试 方法。
【背景技术】
[0002] 功率半导体器件又被称为电力电子器件，是对电能进行电压和电流处理的半 导体器件，作为逆变器、变频器和变流器等的基本元件应用于工业、家电和新能源等领 域。根据可控程度的不同，功率半导体器件分为；不可控型功率器件巧日；功率二极管、 功率晶体管)、半控型功率器件巧日；晶间管）和全控型功率器件巧日；IGBT(Insulated GateBipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管）、VDM0S(VerticalDoubleDiffused Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,垂直双扩散金属-氧化物半导体 场效应晶体管）、功率M0S阳T(Meta]_-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,氧 化物半导体场效应晶体管)）。
[0003] 功率半导体器件工作在大电流和高电压的条件下，工作过程中功率的耗散会引起 器件温度的升高，因此器件在特定温度下各项电学参数达标是器件正常工作最基本的保 障。对功率半导体器件进行高温测试是检测器件在特定温度下各项电学参数是否达标的必 要手段，高温测试包括；饱和导通压降测试、耐压测试、短路耐量等静态测试，开启时间、关 断时间等的动态测试。
[0004] 进行高温测试所采用的方法通常为：将待测功率半导体器件置于高温箱内，利用 高温箱加热该器件，在ti时间内将高温箱的温度升至预定温度Ti，然后稳定一定时间t,，取 出待测功率半导体器件，迅速利用电学测试仪器对该器件进行相关高温测试。
[0005] 但是，上述高温测试方法的测试精度和测试效率较低。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种功率半导体器件的高温测试方法，W提高测试精度和测试效 率。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[0008] -种功率半导体器件的高温测试方法，包括；对待测的功率半导体器件进行预设 时间的短路，使所述功率半导体器件的结温升高至所需的测试温度；对所述功率半导体器 件进行所述测试温度对应的高温测试。
[0009] 优选的，所述预设时间小于或等于Imin。
[0010] 优选的，所述对所述功率半导体器件进行预设时间的短路具体为：向所述功率半 导体器件的栅极施加一脉宽调制信号，同时向所述功率半导体器件的集电极和发射极直接 施加一偏置电压。
[0011] 优选的，所述预设时间随所述脉宽调制信号的占空比的增大而减小，所述预设时 间随所述脉宽调制信号的占空比的减小而增大。
[0012] 优选的，所述脉宽调制信号的周期小于或等于lOys。
[0013] 优选的，所述偏置电压小于或等于所述功率半导体器件的击穿电压的80%。
[0014] 优选的，所述对待测的功率半导体器件进行预设时间的短路具体为；利用电学测 试仪器对待测的功率半导体器件进行预设时间的短路；所述对所述功率半导体器件进行所 述测试温度对应的高温测试具体为：利用对所述功率半导体器件进行短路的电学测试仪器 对所述功率半导体器件进行所述测试温度对应的高温测试。
[0015] 优选的，所述高温测试包括：饱和导通压降测试、耐压测试、短路耐量测试、开启时 间测试和关断时间测试。
[0016] 优选的，所述功率半导体器件为全控型功率半导体器件。
[0017] 优选的，所述功率半导体器件为绝缘栅双极型晶体管、垂直双扩散金属-氧化物 半导体场效应晶体管或功率氧化物半导体场效应晶体管。
[0018] 与现有技术相比，本发明所提供的技术方案至少具有W下优点：
[0019] 本发明所提供的功率半导体器件的高温测试方法，通过控制功率半导体器件处于 短路状态的时间，使器件达到所需测试温度，随后进行相关高温测试。由于本发明中使器件 达到测试温度利用了器件处于短路条件时自身加热效应引起结温迅速升高的现象，因此最 终所得到的测试温度精确，且耗时极短。而现有技术中利用高温箱加热器件，器件接近所需 测试温度受自身在高温箱内稳定时间长短的影响，且通过高温箱加热器件的方式为间接加 热，该方式耗时较长。可见，本发明所提供的高温测试方法避免了现有技术的上述缺点，提 高了高温测试的精度和效率。
【附图说明】
[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据该些附图获得其他的附图。
[0021] 图1为本发明实施例所提供的功率半导体器件的高温测试方法的流程图；
[0022] 图2为本发明实施例所提供的功率半导体器件在短路条件下自身结温随时间变 化的曲线图。
【具体实施方式】
[0023] 正如【背景技术】所示，现有技术中功率半导体器件的高温测试方法测试精度和测试 效率较低。发明人研究发现，产生上述缺点的主要原因为：功率半导体器件进行高温测试 时，首先需要将器件升温至所需的测试温度，现有技术使器件升温所采用的方法是将待测 器件置于高温箱内，将高温箱的温度升至测试温度，然后稳定一定时间，使待测器件的温度 升高。该种方法近似认为高温箱的温度等于器件的结温，而近似程度与器件在高温箱中稳 定的时间紧密相关，稳定时间越短近似程度越低，即测试温度越不准确，进而导致测试精度 的下降；并且，在将器件加热完毕后，需将器件从高温箱中取出，然后连接电学测试仪器，才 能进行相应的高温测试，此过程中，器件的温度会持续耗散，导致最终的测试温度与理想测 试温度的误差变大，影响测试精度。
[0024] 另一方面，通过高温箱加热器件的方法为间接加热，该种加热方式本身的耗时就 较长，器件达到测试温度一般最少需要lOmin，对于更高的测试温度，耗时则更长，该严重影 响了测试效率；并且，由于需要兼顾测试精度，尽可能的缩小实际温度与理想温度的差距， 器件在高温箱中稳定的时间不能过短，该也会导致测试效率的下降。
[0025] 基于此，本发明提供了一种功率半导体器件的高温测试方法，该方法包括；对所述 功率半导体器件进行预设时间的短路，使所述功率半导体器件的结温升高至所需的测试温 度；对所述功率半导体器件进行所述测试温度对应的高温测试。
[0026] 本发明所提供的功率半导体器件的高温测试方法，通过控制功率半导体器件处于 短路状态的时间，使器件达到所需测试温度。由于本发明中使器件达到测试温度利用了器 件处于短路条件时自身加热效应引起结温迅速升高的现象，因此最终所得到的测试温度精 确，且耗时极短，有效的提高了高温测试的精度和效率。
[0027] W上是本发明的核也思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易 懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0028] 在下面的描述中阐述了很多具体细节W便于充分理解本发明，但是本发明还可W 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可W在不违背本发明内涵的 情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0029] 本实施例提供了一种功率半导体器件的高温测试方法，如图1所示，该方法包括 W下步骤：
[0030] 步骤S1 ;对待测的功率半导体器件进行预设时间的短路，使所述功率半导体器件 的结温升高至所需的测试温度。
[0031] 对待测的功率半导体器件进行预设时间的短路优选的可具体为：向待测的功率半 导体器件的栅极施加一脉宽调制信号，同时向所述功率半导体器件的集电极和发射极直接 施加一偏置电压。将偏置电压直接施加在器件的集电极和发射极上，不连接任何负载，能够 使器件两端存在高电压，同时内部流过大电流，从而使器件处于短路状态。当器件处于短路 状态时，工作过程中功率的耗散会引起器件结温的迅速升高，本实施例所提供的方法利用 该种器件的处于短路状态下的自加热现象实现器件温度的升高。
[0032] 短路时器件的自发热升温速度是十分迅速的，因此，本实施例中将器件加热至测 试温度的耗时相对于现有技术中利用高温箱加热器件的耗时极大缩短。发明人经过大量 实验发现，对于不同的高温测试，本实施例所提供的方法一般可将器件的加热时间缩短至 IminW内，极大地提高了测试效率。本实施例中，所述预设时间优选的可小于或等于Imin。 另外，本实施例所提供的方法无需额外的温箱设备。
[0033] 对于不同的高温测试，所需要的测试温度是不同的，该就需要使器件升至不同的 温度。W可控型功率半导体器件为例，若施加在其栅极上的电压为一脉宽调制信号，则其处 于短路条件下单位面积产生的热量为?P(其中，Je.sAT为由施加在器件集电极和 发射极两端的偏置电压所决定的饱和电流密度，Va为施加在器件集电极和发射极两端的偏