本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的測(cè)試，特別是涉及一種用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置，還涉及一種耗盡型MOSFET的高溫反偏測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制造中，在金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)生產(chǎn)出來(lái)以后一般不會(huì)立即投入使用，而是要利用相關(guān)的可靠性試驗(yàn)對(duì)該MOS管的可靠性以及實(shí)際使用壽命進(jìn)行測(cè)試。其中MOS管的高溫反偏(High Temperature Reverse Bias,HTRB)特性是MOS管的一項(xiàng)非常重要的可靠性項(xiàng)目，其反映了MOS管在高溫下的PN結(jié)反向擊穿特性。
由于傳統(tǒng)的HTRB可靠性測(cè)試主要針對(duì)增強(qiáng)型MOSFET，因此相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備在功能上也就只設(shè)計(jì)了增強(qiáng)型器件的測(cè)試程序。該類型的設(shè)備一般都存在一個(gè)局限性，即施加應(yīng)力的電源都只能夠提供正向電壓，且外接的老化板上也會(huì)在其版圖電路內(nèi)部將正負(fù)兩極固定設(shè)計(jì)，因此一種老化板的設(shè)計(jì)只能提供一種極性的電壓。而目前越來(lái)越多的客戶希望得到關(guān)于耗盡型MOSFET的HTRB可靠性評(píng)估結(jié)果，但前述測(cè)試設(shè)備卻無(wú)法測(cè)試耗盡型的器件。這是因?yàn)楹谋M型MOSFET的HTRB測(cè)試(以NMOS為例)，需要在漏端(Drain)提供正向電壓，在柵端(Gate)提供負(fù)向電壓，即需要兩個(gè)不同電壓，且其極性相反。因此傳統(tǒng)的測(cè)試機(jī)臺(tái)無(wú)法提供正常的應(yīng)力測(cè)試，只有經(jīng)過(guò)特殊改造、專門用于進(jìn)行耗盡型MOSFET測(cè)試的機(jī)臺(tái)才可以進(jìn)行。這樣的機(jī)臺(tái)價(jià)格不菲，若專門添購(gòu)，對(duì)測(cè)試的公司或部門又是一筆很大的開支。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于此，有必要提供一種低成本的用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置。
一種用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置，包括用于連接被測(cè)MOSFET的柵極的第一引線，用于連接被測(cè)MOSFET的源極的第二引線，用于連接被測(cè)MOSFET的漏極的第三引線，所述第一引線的一端用于連接所述柵極，另一端用于接地，所述第二引線的一端用于連接所述源極，另一端用于接地，且第二引線上串聯(lián)接有分壓電阻，所述第三引線的一端用于連接所述漏極，另一端用于連接一測(cè)試電壓提供裝置。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一引線上串聯(lián)接有保護(hù)二極管，所述保護(hù)二極管的負(fù)極連接所述柵極。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括第四引線，所述第四引線一端用于連接被測(cè)MOSFET的襯底，另一端用于接地。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括用于對(duì)所述被測(cè)MOSFET進(jìn)行加熱的加熱裝置。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述分壓電阻為可調(diào)電阻。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置用于測(cè)試開啟電壓為2伏特的耗盡型N溝道橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，所述分壓電阻的阻值為40千歐姆±5％。
還有必要提供一種耗盡型MOSFET的高溫反偏測(cè)試方法。
一種耗盡型MOSFET的高溫反偏測(cè)試方法，包括步驟：完成測(cè)試裝置與被測(cè)MOSFET的連線；包括將第一引線一端連接被測(cè)MOSFET的柵極、另一端接地，將第二引線一端連接被測(cè)MOSFET的源極、并串聯(lián)分壓電阻后接地，將第三引線一端連接被測(cè)MOSFET的漏極，另一端連接測(cè)試電壓提供裝置；對(duì)所述被測(cè)MOSFET進(jìn)行加熱，并開啟所述測(cè)試電壓提供裝置。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述完成測(cè)試裝置與被測(cè)MOSFET的連線的步驟中，還包括在所述第一引線上串聯(lián)保護(hù)二極管的步驟，所述保護(hù)二極管的負(fù)極連接所述柵極。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述完成測(cè)試裝置與被測(cè)MOSFET的連線的步驟中，還包括將第四引線一端連接所述被測(cè)MOSFET的襯底，另一端接地的步驟。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述分壓電阻為可調(diào)電阻。
上述用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置及方法，在傳統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備上進(jìn)行改造，只需增加一個(gè)分壓電阻就能夠進(jìn)行耗盡型MOSFET的HTRB測(cè)試，成本低廉、架構(gòu)簡(jiǎn)單、改造方便。
附圖說(shuō)明
通過(guò)附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說(shuō)明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分，且并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
圖1是用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的首選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
本發(fā)明的用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置，在傳統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備上進(jìn)行改造，只需很低的成本就可以搭建出實(shí)現(xiàn)耗盡管HTRB測(cè)試的設(shè)備。圖1是用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置的電路原理圖。HTRB測(cè)試需在MOSFET截止?fàn)顟B(tài)(off state)下進(jìn)行，所以需要器件夾斷。同時(shí)由于設(shè)備在MOSFET的柵極連接一保護(hù)二極管D，因此無(wú)法在柵極施加負(fù)壓用于夾斷。發(fā)明人采用了在源極外加正壓用于夾斷的方案，如此一來(lái)，HTRB測(cè)試時(shí)需要在漏極和源極同時(shí)施加正電壓。
基于前面分析的耗盡型MOSFET的HTRB測(cè)試需求，設(shè)計(jì)了如圖1所示的 電路結(jié)構(gòu)。用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置包括用于連接被測(cè)MOSFET的柵極的第一引線10，用于連接被測(cè)MOSFET的源極的第二引線20，以及用于連接被測(cè)MOSFET的漏極的第三引線30。其中第一引線10一端連接?xùn)艠O，另一端接地。第二引線20一端連接被測(cè)MOSFET的源極，另一端接地，且第二引線上串聯(lián)接有分壓電阻R。第三引線30一端連接漏極，另一端連接一測(cè)試電壓提供裝置(即電源U)。電源U可以是外接的，也可以是用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置自帶的。
上述用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置，通過(guò)在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，于被測(cè)MOSFET源極增加一分壓電阻R，從而達(dá)成在漏極和源極同時(shí)施加正電壓的目的。通過(guò)調(diào)節(jié)分壓電阻R的阻值以調(diào)節(jié)施加在源極上的電壓值。在其中一個(gè)實(shí)施例中，分壓電阻R采用可調(diào)電阻，例如滑動(dòng)變阻器、電阻箱、電位器等，以獲得合適的壓降。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置還包括第四引線40。第四引線40的一端用于連接被測(cè)MOSFET的襯底，另一端用于接地。
用于耗盡型MOSFET高溫反偏測(cè)試的裝置還可以包括用于對(duì)被測(cè)MOSFET進(jìn)行加熱的加熱裝置。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，加熱裝置也可以是外接的裝置。
以工作電壓為700V的耗盡型N溝道橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(NLDMOS)為例，其基本參數(shù)為：開啟電壓Vth＝-2V(在圖1所示電路中，通過(guò)在源極施加+2V電壓實(shí)現(xiàn)器件的關(guān)斷)，漏極工作電壓VDD＝700V。在本實(shí)施例中，進(jìn)行HTRB測(cè)試時(shí)在漏極施加80％*VDD＝560V的電壓應(yīng)力，同時(shí)施加150攝氏度的溫度應(yīng)力。
以下的表1為在環(huán)境溫度為27攝氏度時(shí)，選取不同電阻值Rs的分壓電阻R所對(duì)應(yīng)的電壓壓降，表2為在環(huán)境溫度為150攝氏度時(shí)，選取不同電阻值Rs的分壓電阻R所對(duì)應(yīng)的電壓壓降
表1：
表2：
從表1和表2中可以看到，無(wú)論是在27攝氏度的室溫，還是150攝氏度的應(yīng)力溫度，在應(yīng)力電壓為560V時(shí)，選用40千歐姆的電阻均能保證在源極寄生存在一個(gè)大于2V的電壓。如此即可實(shí)現(xiàn)HTRB實(shí)驗(yàn)的正常應(yīng)力過(guò)程。其增加的成本僅僅是一些不同阻值電阻的購(gòu)買與嘗試。
本發(fā)明還提供一種耗盡型MOSFET的高溫反偏測(cè)試方法，包括步驟：
S12，按照?qǐng)D1所示連接方式完成測(cè)試裝置與被測(cè)MOSFET的連線。
S14，對(duì)被測(cè)MOSFET進(jìn)行加熱至所需的應(yīng)力溫度，并開啟測(cè)試電壓提供裝置(電源U)，進(jìn)行HTRB測(cè)試。
步驟S12具體包括將第一引線10一端連接被測(cè)MOSFET的柵極、另一端接地；將第二引線20一端連接被測(cè)MOSFET的源極，并串聯(lián)分壓電阻R后接地；將第三引線30一端連接被測(cè)MOSFET的漏極，另一端連接電源U。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟S12還包括在第一引線10上串聯(lián)保護(hù)二極管D的步驟。其中保護(hù)二極管D的負(fù)極連接被測(cè)MOSFET的柵極。以及包括將第四引線40一端連接被測(cè)MOSFET的襯底，另一端接地的步驟。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。