[发明专利]新型功率器件控制自动化静电防护测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种新型功率器件控制自动化静电防护测试系统及方法。该系统的开关控制装置，以若干半导体功率器件分别置于电源与充电传输线之间，其控制信号接入微处理器，另外若干半导体功率器件分别置于充电传输线与脉冲传播传输线之间，其控制信号亦接入微处理器。本发明的系统以半导体功率器件为开关装置，结合多个功率器件开关装置选择合适的充电传输线及其组合，可实现多种脉冲宽度的脉冲测试系统。该系统利用半导体功率器件作为开关装置实现多路径控制，具有成本低、易于制造与调试、便于维护、稳定性好、使用灵活的特点，结合微控制器组成的自动测试系统，可应用于静电防护等自动化测试中，完全满足多脉冲宽度测试需求。

技术领域

本发明涉及半导体可靠性测试中的静电可靠性测试领域，特别涉及一种新型的测量半导体元器件静电防护特性的自动化系统及方法。

背景技术

静电防护一直是半导体可靠性方面的重点研究方向，随着半导体制程不断进步，静电放电对集成电路造成损伤的风险日益收到人们的关注。在静电可靠性的研究和静电防护设计中，如何测量待测器件的静电特性尤为重要。

为了满足静电可靠性研究、静电防护设计和评估静电防护等级的需求，所有的静电防护现象主要被分为人体模型HBM、机器模型MM和充放电模型CDM。不同模型的波形对电子元器件的冲击效果不一样，冲击场景也不一样。在评估电子元器件的静电防护能力时，采取不同的冲击波形发生装置模拟产生人体模型HBM、机器模型MM和充放电模型CDM的波形，来得到针对该电子元器件的静电防护所能达到的最大等级。但是，这并不能满足静电可靠性研究和静电防护设计的需求。在对某型电子元器件的静电防护模块的设计和改进过程中，必须静电特性。特别是在静电可靠性研究中，需要得到静电放电的细节特征，如开启电压、会穿曲线、二次击穿点等。

通常利用传输线脉冲系统来得到这些特征。传输线脉冲系统提供与静电冲击相近能量的冲击脉冲来冲击待测器件，并得到静电放电过程中的细节信息。

发明内容

本发明提出了一种新型的功率器件控制自动化静电防护测试系统。该测试系统利用VDMOS和LDMOS等功率半导体器件替代传统的高速/超高速继电器，结合微控制器组成自动化静电防护测试系统。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种新型功率器件控制自动化静电防护测试系统的开关控制装置，以若干半导体功率器件分别置于电源与充电传输线之间，其控制信号接入微处理器；另外若干半导体功率器件分别置于所述充电传输线与脉冲传播传输线之间，其控制信号亦接入微处理器。

本发明还提供一种新型功率器件控制自动化静电防护测试系统的多种脉冲宽度方波发生装置，半导体功率器件的控制端全部接入微处理器，微处理器通过设定好的开关顺序和选择相对应的开关路径，以电信号驱动半导体功率器件导通或者关断，完成系统各部分之间的连接和断开。

作为本发明的进一步改进，所述装置包括若干充电传输线，包括分别置于电源与充电传输线之间的若干个半导体功率开关装置的第一半导体功率开关装置组，包括分别置于所述充电传输线与脉冲传播传输线之间的若干个半导体功率开关装置的第二半导体功率开关装置组，脉冲传播传输线和电源，若干二极管和电阻；

所述充电传输线具有相同的阻抗但是长度不同，能分别产生不同脉冲宽度的方形脉冲；

所述二极管用于消除反射回来的负向脉冲，所述电阻为终端电阻，其阻抗值与所述充电传输线相匹配；在所述脉冲传播传输线中冲击脉冲由所述充电传输线向待测器件方向传播。

作为本发明的进一步改进，微处理器控制第一半导体功率开关装置组中的一个或者多个导通、第二半导体功率开关装置组全部断开；电源对充电传输线中的一个或者多个充电；之后，微处理器控制第一半导体功率开关装置组全部断开、第二半导体功率开关装置组中的一个或者多个导通，充电传输线中的一个或者多个与脉冲传播传输线连接，形成多种不同脉冲宽度的冲击脉冲；