[发明专利]GaN功率器件的结温测试装置及方法

说明书

本申请涉及半导体技术领域，具体公开一种GaN功率器件的结温测试装置及方法。装置包括控制模块、电压产生模块、电流产生模块以及电压测量模块；电压产生模块用于根据控制模块的控制指令输出开启电压至栅极，以使GaN功率器件导通；电流产生模块用于根据控制模块的控制指令，在GaN功率器件导通后输出脉冲电流至源极和漏极之间；电压测量模块连接于源极和漏极的两端，用于根据控制模块的控制指令，测量源漏极两端电压；控制模块用于根据测量到的源漏极两端电压确定GaN功率器件的结温。解决了小电流注入导致的测试电压过低，整体测试精度低的问题，由于脉冲电流导通时间较短，因此避免大电流注入导致的引入额外热量过多的问题，提高了结温测试的精准度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种GaN功率器件的结温测试装置及方法。

背景技术

功率器件的结温数据是评估其可靠性的重要指标，结温波动以及平均结温等指标都将直接影响器件的寿命，因此准确的结温监测可为器件状态管理、性能评估、健康状态评估以及寿命预计提供重要依据。

例如，针对Si基MOSFET器件，通常采用小电流条件下测试源极和漏极间的寄生体二极管结压实现较为精准的结温测试，小电流一般在mA级别，其好处是引入的额外热量很小，能够准备反映器件的实际结温。但是针对GaN功率器件而言，由于其导通电阻较小(几毫欧-几十毫欧)，若采用小电流注入，则将导致测试电压过低(μV-mV级别)，抗电噪声干扰能力较差，影响整体测试精度，若采用大电流，器件自发热，引入了大量额外热量，最终获得的结温并非真实的器件结温，无法实现精准的结温测试。

发明内容

基于此，有必要针对无法对GaN功率器件的结温进行精准测试的问题，提供一种GaN功率器件的结温测试装置及方法。

一种GaN功率器件的结温测试装置，所述GaN功率器件包括栅极、源极和漏极，所述结温测试装置包括控制模块、电压产生模块、电流产生模块以及电压测量模块；

所述电压产生模块分别连接所述栅极和所述控制模块，用于根据所述控制模块的控制指令输出开启电压至所述栅极，以使所述GaN功率器件导通；

所述电流产生模块连接于所述源极和所述漏极的两端，同时连接所述控制模块，用于根据所述控制模块的控制指令，在所述GaN功率器件导通后输出脉冲电流至所述源极和所述漏极之间；

所述电压测量模块连接于所述源极和所述漏极的两端，同时连接所述控制模块，用于根据所述控制模块的控制指令，测量所述源极和所述漏极两端电压；

所述控制模块用于输出对应的控制指令至所述电压产生模块、所述电流产生模块以及电压测量模块，并根据测量到的所述源极和所述漏极两端电压确定所述GaN功率器件的结温。

在其中一个实施例中，所述结温测试装置还包括存储模块，所述存储模块与所述控制模块连接，用于存储所述GaN功率器件结温与源漏极两端压差的映射关系，所述控制模块用于根据测量到的所述源极和所述漏极两端电压，以及所述GaN功率器件结温与源漏极两端压差的映射关系确定所述GaN功率器件的结温。

在其中一个实施例中，所述电压产生模块包括电压脉冲产生器。

在其中一个实施例中，所述电流产生模块包括脉冲电流源，所述脉冲电流的大小位于1-100A之间，所述脉冲电流的宽度位于1μs-10ms之间。

在其中一个实施例中，所述电压测量模块包括电压表。

一种GaN功率器件的结温测试方法，所述GaN功率器件包括栅极、源极和漏极，所述结温测量方法包括：

输出开启电压至所述栅极，以导通所述GaN功率器件；

输出脉冲电流至所述源极和漏极之间，同时测量所述源极和所述漏极两端电压；