【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体测试，更具体地，涉及一种gan功率器件综合老化应力测试系统及测试方法。
技术介绍
1、在实际应用领域，传统硅基功率半导体器件的性能已经接近极限，无法进一步适应产业发展的新要求。因此，推广氮化镓(gan)功率器件变得至关重要，因为它们具有高频率、高效率、高功率密度以及良好的耐高温和抗辐射特性。然而，作为一种新兴的功率器件，gan的生产工艺还不够成熟，其失效模式和机理尚未完全明确，且缺乏可靠性模型，因此对其进行一系列的可靠性试验尤为重要，例如目前具有代表性的高温反偏试验、高温栅偏试验以及功率循环试验，然而这些可靠性试验项目往往都在不同的独立设备上实现，可能会引入一些额外变量给实验带来误差，并且增加了实验量。并且在此类高温试验中，在线监测被测器件的结壳温度等热参数也显得格外关键。此外，gan功率器件还面临着动态导通电阻特性的挑战，大部分设备无法对此类动态参数进行在线测试。这些问题都严重制约了gan功率器件的广泛应用。
2、而申请号为201510715870.1的中国专利技术申请公开了《功率器件的高温反偏和高温栅偏测试系统》，该系统由微机控制系统、电压偏置系统、器件加热系统和数据采集系统四个部分组成，根据所接入的被测器件端子的不同可以对被测器件进行高温反偏测试或高温栅偏测试，并在测试中对被测功率器件的泄漏电流的数据进行实时采集，可根据预先设定的失效标准，记录高温反偏和高温栅偏的失效时间。其技术方案并未实现gan功率器件综合老化应力测试。
技术实现思路
1、本
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案包括：
3、本专利技术第一方面提供了一种gan功率器件综合老化应力测试系统，所述系统包括上位机模块、中央控制系统、主电路模块、电源模块、示波器、温度控制模块以及被测器件插槽，其中中央控制系统存储有高温反偏模式程序、高温栅偏模式程序、功率循环模式程序；
4、所述上位机模块通过i/o接口与中央控制系统通信连接；所述上位机模块用于向中央控制系统发送控制命令；
5、所述中央控制系统分别与所述主电路模块、所述电源模块以及所述温度控制模块通信连接；所述中央控制系统用于接收上位机的命令对温度控制模块、电源模块、主电路模块进行控制；
6、所述电源模块与所述主电路模块连接；
7、所述主电路模块与所述示波器连接；
8、所述温度控制模块与所述被测器件插槽连接；
9、所述被测器件插槽与所述主电路模块连接。
10、作为一种优选方案，所述上位机模块由基于计算机中的程序构成。
11、作为一种优选方案，所述中央控制系统包括数字信号处理器芯片、辅助电路，其中所述数字信号处理器芯片存储有高温反偏模式程序、高温栅偏模式程序、功率循环模式程序；所述数字信号处理器芯片通过可拆卸排针与所述辅助电路相连。
12、作为一种优选方案，所述主电路模块包括pcb板以及设于pcb板上的电源变压电路、信号调理电路、功率电路、钳位电路、mos开关电路、adc电路、栅极驱动电路、关态应力时间控制电路、高压电源电路、辅助电源电路、dc/dc降压稳压电路。
13、作为一种优选方案，所述温度控制模块包括工业液冷机、水泵电磁阀以及水管路；所述被测器件插槽包括导热片；所述温度控制模块通过水泵电磁阀以及水管路与所述导热片连接。
14、作为一种优选方案，所述导热片设有凹槽，所述凹槽内设有热电偶，所述热电偶与所述adc电路、所述信号调理电路相连接。
15、作为一种优选方案，所述示波器包括差分探头、接地探头；所述差分探头、接地探头用于分别外接在所述钳位电路、所述功率电路、所述被测器件插槽以监测被测器件的iv波形。
16、本专利技术第二方面提供了一种结壳热阻测试方法，所述结壳热阻测试方法基于前述的一种gan功率器件综合老化应力测试系统实现，所述结壳热阻测试方法包括：
17、a1：将gan芯片样品与al基板焊接，并且按栅、漏、源的顺序引出三个引脚用于接入老化应力测试系统的被测器件插槽；
18、a2：在不同温度点测试漏源导通压降与结温的关系，得到结温标定曲线；
19、a3：将所述结温标定曲线对应的线性函数烧写进数字信号处理器芯片中；
20、a4：通过主电路上的dc/dc降压稳压电路设置被测器件的栅极驱动电压值，选择功率循环模式并设置该模式下的测试参数；将被测器件安装到被测器件插槽中；
21、a5：所述上位机模块将所述测试参数与开始老化的指令发送到数字信号处理器芯片，中央控制系统首先打开功率循环模式通道，将水泵电磁阀、栅极驱动回路、老化电流功率回路的时序依次输入主电路模块，再由主电路模块将处理后的信号输入到被测器件，同时打开栅极通道，水泵电磁阀通道，负载电流通道，使器件在受到负载电流应力的条件下开始升温，随后关闭所有通道，进入降温阶段，温度降到预设温度后，重新开始升温，进入下一个功率循环周期；
22、a7：所述数字信号处理器芯片打开测试电流通道，将200ma测试电流注入被测器件，得到此时被测器件漏源两端的压降，模拟信号再通过主电路中的采样电路，adc转换电路，信号调理电路后进入数字信号处理器芯片中根据预设的结温标定曲线反推出被测器件的实时结温，并且最后将数据通过通信串口发送到上位机模块，由上位机模块绘制实时结温曲线图；
23、a8：通过导热硅脂掩埋在被测器件与被测器件插槽导热片之间凹槽的热电偶采集被测器件的壳温，采集到的电信号经过adc采样电路与调理电路进入到数字信号处理器芯片中进行处理并且反馈给上位机模块进行壳温图表绘制，达到在线监测的目的；
24、a9：通过得到的实时结温与壳温，通过r th＝(tj-tc)/p load计算式得到实时热阻，并且将数据反馈给上位机模块，通过上位机模块进行图表绘制，实现在线监测被测器件结壳热阻。
25、本专利技术第三方面提供了一种漏电流测试方法，所述漏电流测试方法基于前述的一种gan功率器件综合老化应力测试系统实现，所述漏电流测试方法包括：
26、b1：将被测器件放入被测器件插槽中，并在接触面上涂上均匀的导热硅脂；
27、b2：在上位机模块中设置好温度与栅源电压偏置或者漏源电压偏置，选择高温栅偏或高温反偏模式进行测试；
28、b3：试验开始后，通过上位机模块对数字信号处理器芯片发送指令，再通过数字信号处理器芯片将水泵电磁阀打开，由工业液冷机对冷却液进行升温，直到温度达到预设值后，数字信号处理器芯片再将栅源通道或漏源通道打开，对被测器件施加高温栅偏或高温反偏电压应力；
29、b4：在老化进程中，由数字信号处理器芯片打开测试电压通道，输入测试电压到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种GaN功率器件综合老化应力测试系统，其特征在于，所述系统包括上位机模块、中央控制系统、主电路模块、电源模块、示波器、温度控制模块以及被测器件插槽，其中中央控制系统存储有高温反偏模式程序、高温栅偏模式程序、功率循环模式程序；
2.根据权利要求1所述的一种GaN功率器件综合老化应力测试系统，其特征在于，所述上位机模块由基于计算机中的程序构成。
3.根据权利要求1所述的一种GaN功率器件综合老化应力测试系统，其特征在于，所述中央控制系统包括数字信号处理器芯片、辅助电路，其中所述数字信号处理器芯片存储有高温反偏模式程序、高温栅偏模式程序、功率循环模式程序；所述数字信号处理器芯片通过可拆卸排针与所述辅助电路相连。
4.根据权利要求1所述的一种GaN功率器件综合老化应力测试系统，其特征在于，所述主电路模块包括PCB板以及设于PCB板上的电源变压电路、信号调理电路、功率电路、钳位电路、MOS开关电路、ADC电路、栅极驱动电路、关态应力时间控制电路、高压电源电路、辅助电源电路、DC/DC降压稳压电路。
5.根据权利要求1所述的一种GaN功率
6.根据权利要求5所述的一种GaN功率器件综合老化应力测试系统，其特征在于，所述导热片设有凹槽，所述凹槽内设有热电偶，所述热电偶与所述ADC电路、所述信号调理电路相连接。
7.根据权利要求4所述的一种GaN功率器件综合老化应力测试系统，其特征在于，所述示波器包括差分探头、接地探头；所述差分探头、接地探头用于分别外接在所述钳位电路、所述功率电路、所述被测器件插槽以监测被测器件的IV波形。
8.一种结壳热阻测试方法，所述结壳热阻测试方法基于权利要求1至7任一项所述的一种GaN功率器件综合老化应力测试系统实现，其特征在于，所述结壳热阻测试方法包括：
9.一种漏电流测试方法，所述漏电流测试方法基于权利要求1至7任一项所述的一种GaN功率器件综合老化应力测试系统实现，其特征在于，所述漏电流测试方法包括：
10.一种动态导通电阻测试方法，所述动态导通电阻测试方法基于权利要求1至7任一项所述的一种GaN功率器件综合老化应力测试系统实现，其特征在于，所述动态导通电阻测试方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种gan功率器件综合老化应力测试系统，其特征在于，所述系统包括上位机模块、中央控制系统、主电路模块、电源模块、示波器、温度控制模块以及被测器件插槽，其中中央控制系统存储有高温反偏模式程序、高温栅偏模式程序、功率循环模式程序；
2.根据权利要求1所述的一种gan功率器件综合老化应力测试系统，其特征在于，所述上位机模块由基于计算机中的程序构成。
3.根据权利要求1所述的一种gan功率器件综合老化应力测试系统，其特征在于，所述中央控制系统包括数字信号处理器芯片、辅助电路，其中所述数字信号处理器芯片存储有高温反偏模式程序、高温栅偏模式程序、功率循环模式程序；所述数字信号处理器芯片通过可拆卸排针与所述辅助电路相连。
4.根据权利要求1所述的一种gan功率器件综合老化应力测试系统，其特征在于，所述主电路模块包括pcb板以及设于pcb板上的电源变压电路、信号调理电路、功率电路、钳位电路、mos开关电路、adc电路、栅极驱动电路、关态应力时间控制电路、高压电源电路、辅助电源电路、dc/dc降压稳压电路。
5.根据权利要求1所述的一种gan功率器件综合老化应力测试系统，其特征在于，所述温度控制模块包括工业...
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