[发明专利]半导体器件的寿命评估方法、装置及温度检测平台

说明书

本发明公开了一种半导体器件的寿命评估方法、装置及温度检测平台，该方法包括：获取器件热阻值、器件环境温度及器件热功耗，根据所述器件热阻值、器件环境温度和器件热功耗计算器件结温；获取器件在老化前的管壳表面温度，根据所述管壳表面温度、器件结温和器件热功耗计算器件在老化前的管壳表面热阻值；获取器件在老化时的监控点温度，根据所述监控点温度、器件结温和器件热功耗计算器件在老化时的监控点热阻值；比较所述管壳表面热阻值与所述监控点热阻值得到比较结果，并根据所述比较结果调整测试条件。本发明可以有效地、准确控制器件老化结温从而实现准确评估半导体器件的高温运行寿命及器件平均运行寿命。

技术领域

本发明涉及电子元器件测量的技术领域，尤其涉及一种半导体器件的寿命评估方法、装置及温度检测平台。

背景技术

MTTF(平均运行寿命)是半导体器件最重要的指标之一。通常采用“三温”实验对器件加速老化，然后计算出器件的MTTF。而“三温”实验的实验结果与半导体器件老化时的结温具有强相关，通过计算结温从而计算得到半导体器件的平均失效前时间。在进行热阻测试时，目前常用的方法是根据测试时设定的热功耗Pdis和环境温度Tc计算器件热阻θc，然后根据环境温度为Tc、热功耗Pdis和器件热阻θc计算结温Tj，其计算公式如下：Tj＝Tc+θc*Pdis。

由于热阻测试的准确性依赖于器件上表面是否达到或接近绝热条件，为了提高热阻测试的准确性，通常将半导体器件或电路板置于热传导良好的温控台面上，会采用测试样板进行热阻测试。其中，测试样板包括：DUT(晶体管)、PCB和热沉。PCB可以提高电路板的稳定性，防止热阻测试过程中晶体管产生自激；热沉可以为晶体管提供良好的散热条件，而在热阻测试时在热沉与热阻测试仪的温控台面之间加上涂上导热硅脂，确保两者之间散热良好，从而实现近似的绝热条件。

但目前常用的方法有如下技术问题：因为热阻测量时晶体管表面温度需要达到200℃以上，且器件处于非真空环境，表面有空气对流散热和器件本身的热辐射，所以绝热条件很难满足；而且当器件老化热沉散热难以达到理想状态，通过空气对流散热的比例增加，使得器件的热阻θc严重偏离测量值，导致器件老化时结温Tj偏离目标温度，检测不准确。

发明内容

本发明提出一种半导体器件的寿命评估方法、装置及温度检测平台，所述方法在热阻测试时增加管壳热阻测试，利用管壳热阻作为散热条件的监控手段，确保半导体器件老化时结温的准确性。

本发明实施例的第一方面提供了一种半导体器件的寿命评估方法，所述方法包括：

获取器件热阻值θc、器件环境温度Tc及器件热功耗Pdis，根据所述器件热阻值θc、所述器件环境温度Tc和所述器件热功耗Pdis计算器件结温Tj；

获取器件在老化前的管壳表面温度Tp，并采用所述管壳表面温度Tp、所述器件结温Tj和所述器件热功耗Pdis计算器件在老化前的管壳表面热阻值θp；

获取器件在老化时的监控点温度Tp’，并采用所述监控点温度Tp’、所述器件结温Tj和所述器件热功耗Pdis计算器件在老化时的监控点热阻值θp’；

比较所述管壳表面热阻值θp与所述监控点热阻值θp’得到比较结果，并根据所述比较结果调整测试条件。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述器件结温按以下公式计算：

Tj＝Tc+θc*Pdis。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述管壳表面热阻值θp和所述监控点热阻值θp’分别按以下公式计算：

θp＝(Tj-Tp)/Pdis；

θp’＝(Tj-Tp’)/Pdis。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述比较结果调整测试条件，包括：