[发明专利]通过电流加热半导体器件的高温特性测试方法及装置

说明书

本发明涉及一种通过电流加热半导体器件的高温特性测试方法及装置，其在电源与待测试半导体器件电连接形成的回路导通时，待测试半导体器件内存在导通电流，从而能利用半导体器件自身的损耗加热半导体芯片，加热速度快；在加热过程中及时监测半导体器件的TSP参数，并利用TSP参数计算出待测半导体器件的结温，一旦结温足够接近测试目标温度T_j‑test时，利用高温特性测试系统能实现对待测试半导体器件的高温特性测试，测试耗时较小，效率高，非常适合大量样品的测试；测试精度很高；操作过程中不存在烫伤的可能性，提高测试的安全性。

技术领域

本发明涉及一种测试方法及装置，尤其是一种通过电流加热半导体器件的高温特性测试方法及装置，属于半导体高温特性测试的技术领域。

背景技术

基于半导体材料如硅、锗或砷化镓等制造的半导体器件，可用作整流器、振荡器、发光器、放大器、测光器等器材。为了与集成电路相区别，有时也称为分立器件。具体包括二极管、双极型晶体管、场效应晶体管、光电探测器、发光二极管、半导体激光器和光电池等器件。

半导体器件的参数和性能在不同的温度条件下所表现出的特征。具体包括常温(25℃)特性，低温(低于25℃)特性和高温(高于25℃)特性。在半导体器件的研发、出厂测试及应用开发等环节，通常需要考察半导体器件的高温特性。

目前，对于半导体器件的高温特性测试方法主要有两种：1)、通过恒温加热台6加热半导体器件后进行测试；2)、通过高温恒温实验箱7加热半导体器件后进行测试。

如图1所示，为目前通过恒温加热台6加热半导体器件后，进行所需高温特性测试的方法，具体包括如下步骤：

1)、将待测半导体器件与恒温加热台6进行热连接，保证恒温加热台6的热量可以快速传导到待测半导体器件，其中，半导体器件包括半导体芯片3以及与所述半导体芯片3适配的器件外壳2，在器件外壳2上设置测试连接口4，半导体器件通过测试连接口4与高温特性测试系统1电连接，半导体器件与恒温加热台6的接触面形成热接触面5；

2)、将恒温加热台6设置为测试所需温度，一段时间后(典型值为20分钟左右)，恒温加热台6温度上升到测试所需温度附近并可以保持恒定。此时待测半导体器件与恒温加热台6达到热平衡，也就是说两者温度近似相同，这种情况下半导体3的结温也与恒温加热台6温度近似相同；

3)、高温特性测试系统1对待测半导体器件进行测试，以得到所述半导体器件在所需高温下的特性。

如图2所示，为目前通过高温恒温实验箱7加热半导体器件后，对半导体器件进行所需高温特性测试的示意图，具体包括如下步骤：

1)、将待测半导体器件放置在高温恒温实验箱7内部，高温特性测试系统1通常要放置在高温恒温实验箱7外部，当然也不排除将其放置在高温恒温实验箱7内部的情况；

2)、将高温恒温实验箱7设置为测试所需温度，一段时间后(典型值为1小时左右)，高温恒温实验箱7内部气体温度上升到测试所需温度附近并可以保持恒定。此时待测半导体器件与高温恒温实验箱7内部气体达到热平衡，也就是说两者温度近似相同，这种情况下半导体芯片3的结温也与高温恒温实验箱7内部气体温度近似相同。

上述两种对半导体器件的高温特性测试方法，主要存在不足：

1)、测试耗时太长，效率低，只适合少量样品的测试。

2)、测试精度不高。通常恒温加热台6有±3℃的控制误差，高温恒温实验箱7有±2℃的控制误差。如果精度要求更高的话加热装置的成本将会大幅提高。

3)、实验有一定的危险性。因为实验过程中产生了高温，操作过程中有可能出现烫伤。

发明内容