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SiC碳化硅功率器件测试哪些方面?碳化硅功率器件测试系统NSAT-2000

2023-01-24
来源:纳米软件
关键词: SiC 功率器件 NSAT-2000

SiC碳化硅功率半导体器件具有耐压高、热稳定好、开关损耗低、功率密度高等特点,被广泛应用在电动汽车、风能发电、光伏发电等新能源领域。

近年来,全球半导体功率器件的制造环节以较快速度向我国转移。目前,我国已经成为全球最重要的半导体功率器件封测基地。

目前常用的SiC碳化硅功率半导体器件主要包括:碳化sbd(schottkybarrierdiode,肖特基二极管)与碳化硅mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,金属氧化物半导体场效应管),其中碳化硅mosfet器件属于单级器件,开通关断速度较快,对栅极可靠性提出了更高的要求,而由于碳化硅材料的物理特性,导致栅级结构中的栅氧层缺陷数量较多,致使碳化硅mosfet器件栅极早期失效率相比硅mosfet器件较高,限制了其商业化发展。为提高碳化硅mosfet器件栅级工作寿命,需要对碳化硅功率半导体器件进行基于栅极的测试,在将碳化硅功率半导体器件寿命较低的器件筛选出来,提高碳化硅功率半导体器件的使用寿命。

SiC功率器件的电学性能测试主要包括静态、动态、可靠性、极限能力测试等,其中:

(1)静态测试:通过测试能够直观反映 SiC 器件的电学基本性能,可简单评估器件的性能优劣。

各种静态参数为使用者可靠选择器件提供了非常直观的参考依据、同时在功率器件检测维修中发挥了至关重要的作用。小编推荐一款SiC静态参数测试系统NSAT-2000,该设备可测试各类型Si·二极管、Si·MOSFET、Si·IGBT和SiC·二极管、SiC·MOSFET、SiC·IGBT等分立器件的静态参数,系统提供与机械手、探针台、电脑的连接口,可以支持各种不同辅助设备的相互连接使用。

(2)动态测试:主要测试 SiC 器件在开通关断过程中的性能。

通常我们希望的功率半导体器件的开关速度尽可能得高、开关过程段、损耗小。但是在实际应用中,影响开关特性的参数有很多,如续流二极管的反向恢复参数,栅极/漏极、栅极/源极及漏极/源极电容、栅极电荷的存在,所以针对于此类参数的测试,变得尤为重要。开关特性决定装置的开关损耗、功率密度、器件应力以及电磁兼容性。直接影响变换器的性能。因此准确的测量功率半导体器件的开关性能具有极其重要的意义。小编推荐一款SiC动态参数测试系统EN-1230A,该设备可测试各类型Si·二极管、Si·MOSFET、Si·IGBT和SiC·二极管、SiC·MOSFET、SiC·IGBT等分立器件的动态参数,如开通时间、关断时间、上升时间、下降时间、导通延迟时间、关断延迟时间、开通损耗、关断损耗、栅极总电荷、栅源充电电量、平台电压、反向恢复时间、反向恢复充电电量、反向恢复电流、反向恢复损耗、反向恢复电流变化率、反向恢复电压变化率、集电极短路电流、输入电容、输出电容、反向转移电容、栅极串联等效电阻、雪崩耐量等。

(3)可靠性测试:考量 SiC 器件是否达到应用标准,是商业化应用的关键。

半导体功率器件厂家在产品定型前都会做一系列的可靠性试验,以确保产品的长期耐久性能。

(4)极限能力测试:如浪涌电流测试,雪崩能量测试

浪涌电流是指电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下产生的远大于稳态电流的峰值电流或过载电流。

雪崩耐量即向半导体的接合部施加较大的反向衰减偏压时,电场衰减电流的流动会引起雪崩衰减,此时元件可吸收的能量称为雪崩耐量。推荐ENX2020A雪崩能量测试系统,能够准确快速的测试出SiC·二极管、SiC·MOSFET等半导体器件的雪崩耐量。

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