基于國產化源表的功率半導體器件靜態(tài)測試方案

   功率半導體器件一直是電力電子技術發(fā)展的重要組成部分，是電力電子裝置實現(xiàn)電能轉換、電源管理的核心器件，又稱為電力電子器件，主要功能有變頻、變壓、整流、功率轉換和管理等，兼具節(jié)能功效。隨著電力電子應用領域的不斷擴展和電力電子技術水平的提高，功率半導體器件也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新，其應用領域已從工業(yè)控制和消費電子拓展至新能源、軌道交通、智能電網、變頻家電等諸多市場，市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長態(tài)勢。
    
   隨著行業(yè)技術革新和新材料性能發(fā)展，功率半導體器件結構朝復雜化演進，功率半導體的襯底材料朝大尺寸和新材料方向發(fā)展。以SiC（碳化硅)、GaN(氮化鎵)為代表的第三代寬禁帶半導體材料迅速崛起，它們通常具有高擊穿電場、高熱導率、高遷移率、高飽和電子速度、高電子密度、高溫穩(wěn)定性以及可承受大功率等特點，使其在光電器件、電力電子、射頻微波器件、激光器和探測器件等方面展現(xiàn)出巨大的潛力。
 
   碳化硅（Silicone Carbide,  SiC）是目前Z受行業(yè)關注的半導體材料之一，從材料層面看，SiC是一種由硅（Si）和碳（C）構成的化合物半導體材料；絕緣擊穿場強（BreakdownField）是Si的10倍，帶隙（EnergyGap）是Si的3倍，飽和電子漂移速率是硅的2倍，能夠實現(xiàn)“高耐壓"、“低導通電阻"、“高頻"這三個特性。

   從SiC的器件結構層面探究，SiC 器件漂移層電阻比 Si 器件要小，不必使用電導率調制，就能以具有快速器件結構特征的 MOSFET   同時實現(xiàn)高耐壓和低導通電阻。與 600V～900V 的 Si MOSFET 相比，SiC  MOSFET具有芯片面積小、體二極管的反向恢復損耗非常小等優(yōu)點。

   不同材料、不同技術的功率器件的性能差異很大。市面上傳統(tǒng)的測量技術或者儀器儀表一般可以覆蓋器件特性的測試需求。但是寬禁帶半導體器件SiC(碳化硅)或GaN(氮化鎵)的技術卻極大擴展了高壓、高速的分布區(qū)間，如何精確表征功率器件高流/高壓下的I-V曲線或其它靜態(tài)特性，這就對器件的測試工具提出更為嚴苛的挑戰(zhàn)。

  靜態(tài)參數(shù)主要是指本身固有的，與其工作條件無關的相關參數(shù)。靜態(tài)參數(shù)測試又叫穩(wěn)態(tài)或者DC（直流）狀態(tài)測試，施加激勵(電壓/電流)到穩(wěn)定狀態(tài)后再進行的測試。主要包括：柵極開啟電壓、柵極擊穿電壓、源極漏級間耐壓、源極漏級間漏電流、寄生電容(輸入電容、轉移電容、輸出電容),以及以上參數(shù)的相關特性曲線的測試。

   圍繞第三代寬禁帶半導體靜態(tài)參數(shù)測試中的常見問題，如掃描模式對SiC MOSFET閾值電壓漂移的影響、溫度及脈寬對SiC MOSFET導通電阻的影響、等效電阻及等效電感對SiC MOSFET導通壓降測試的影響、線路等效電容對SiC MOSFET測試的影響等多個維度，針對測試中存在的測不準、測不全、可靠性以及效率低的問題，普賽斯儀表提供一種基于國產化高精度數(shù)字源表（SMU）的測試方案，具有更優(yōu)的測試能力、更準確的測量結果、更高的可靠性與更全面的測試能力。