一種檢測igbt功率器件可靠性的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及功率器件領域，尤其涉及一種檢測IGBT功率器件可靠性的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]功率器件結溫是衡量IGBT功率器件熱可靠性的主要因素之一，因此，在功率器件設計中，準確測定結溫就很重要，但是，由于器件熱阻不是一個恒量，而是隨結溫的提高相應變大，在測定器件熱阻過程中，只有器件處于工作狀態，測得的結溫才是嚴格有效的。
[0003]器件的結溫不僅與器件的熱響應時間緊密相關，而且還要受期間上的功率分配及熱斑所限制，熱斑的存在使其功率下降，在估計器件失效前平均時間中更為重要的是熱斑，因為在最熱的點上失效最容易發生。
[0004]由于器件內部電流的不均勻造成溫度分布的不均勻，而溫度梯度的存在將再促使電流集中，形成正反饋，大功率晶體管由于具有較大的電極面積，不可避免的存在器件結構以及外延材料的不均勻性，正是這種不均勻性，使得在平行于異質結平面的方向產生溫度梯度和電場梯度，出現電流不均勻和熱流不均勻，形成顯著的局部過熱點。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提出一種檢測IGBT功率器件可靠性的方法及裝置，能夠提高IGBT功率器件的可靠性檢測的準確性。
[0006]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0007]—種檢測IGBT功率器件可靠性的方法，包括:
[0008]步驟110、測量IGBT功率器件在不同柵壓下漏壓值和漏電值，計算得到所述IGBT功率器件的直流穩態功率；
[0009]步驟120、檢測所述IGBT功率器件的峰值結溫，得到所述IGBT功率器件的峰值結溫值和顯微紅外熱像圖；
[0010]步驟130、采用熱敏參數法測量IGBT功率器件的平均熱阻；
[0011]步驟140、根據所述IGBT功率器件的直流穩態功率、所述峰值結溫和所述平均熱阻，通過數學擬合方法分別得到峰值結溫與直流穩態功率的關系和平均熱阻與直流穩態功率的關系；
[0012]步驟150、根據峰值結溫與直流穩態功率的關系和平均熱阻與直流穩態功率的關系，對所述顯微紅外熱像圖進行分析，得到所述IGBT功率器件的可靠性的檢測結果。
[0013]其中，所述檢測IGBT功率器件的峰值結溫具體為:通過所述顯微紅外熱像設備檢測所述IGBT功率器件芯片的輻射能量密度分布，將所述輻射能量密度分布轉換成所述IGBT功率器件的表面各點的溫度值，得到所述峰值結溫。
[0014]其中，所述平均熱阻的計算公式為:
[0015]Rth = (Tj-Ta) /Pc
[0016]其中，Tj為瞬時結溫，Ta為環境溫度，Pc為直流穩態功率。
[0017]其中，所述步驟150具體包括:
[0018]根據所述IGBT功率器件的外延材料、所述IGBT功率器件的器件結構、所述峰值結溫與直流穩態功率的關系和平均熱阻與直流穩態功率的關系，對所述顯微紅外熱像圖的熱斑進行分析，判斷所述IGBT功率器件的可靠性。
[0019]一種檢測IGBT功率器件可靠性的裝置，包括:
[0020]直流穩態功率測量單元，用于測量IGBT功率器件在不同柵壓下漏壓值和漏電值，計算得到所述IGBT功率器件的直流穩態功率；
[0021]峰值結溫測量單元，用于檢測所述IGBT功率器件的峰值結溫，得到所述IGBT功率器件的峰值結溫值和顯微紅外熱像圖；
[0022]平均熱阻測量單元，用于采用熱敏參數法測量IGBT功率器件的平均熱阻；
[0023]擬合單元，用于根據所述IGBT功率器件的直流穩態功率、所述峰值結溫和所述平均熱阻，通過數學擬合方法分別得到峰值結溫與直流穩態功率的關系和平均熱阻與直流穩態功率的關系；
[0024]可靠性分析單元，用于根據峰值結溫與直流穩態功率的關系和平均熱阻與直流穩態功率的關系，對所述顯微紅外熱像圖進行分析，得到所述IGBT功率器件的可靠性的檢測結果。
[0025]其中，所述檢測IGBT功率器件的峰值結溫具體為:通過所述顯微紅外熱像設備檢測所述IGBT功率器件芯片的輻射能量密度分布，將所述輻射能量密度分布轉換成所述IGBT功率器件的表面各點的溫度值，得到所述峰值結溫。
[0026]其中，所述平均熱阻的計算公式為:
[0027]Rth = (Tj-Ta)/Pc
[0028]其中，Tj為瞬時結溫，Ta為環境溫度，Pc為直流穩態功率。
[0029]其中，所述可靠性分析單元的工作流程包括:
[0030]根據所述IGBT功率器件的外延材料、所述IGBT功率器件的器件結構、所述峰值結溫與直流穩態功率的關系和平均熱阻與直流穩態功率的關系，對所述顯微紅外熱像圖的熱斑進行分析，判斷所述IGBT功率器件的可靠性。
[0031]本發明的有益效果為:一種檢測IGBT功率器件可靠性的方法及裝置，該方法采用顯微紅外測量方法，獲得不同襯底材料和功率器件的顯微紅外熱像圖，從而得到不同基板溫度和偏置條件下的峰值結溫，采用熱敏參數測量方法得到功率器件的平均熱阻，通過峰值結溫、平均熱阻和顯微紅外熱像圖對功率器件的材料、結構和工藝進行有效評估，進而準確地對IGBT功率器件的可靠性進行評價。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發明【具體實施方式】提供的一種檢測IGBT功率器件可靠性的方法流程圖。
[0033]圖2是本發明【具體實施方式】提供的一種檢測IGBT功率器件可靠性的裝置結構圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結合圖1及圖2并通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0035]圖1是本發明【具體實施方式】提供的一種檢測IGBT功率器件可靠性的方法流程圖。
[0036]一種檢測IGBT功率器件可靠性的方法，包括:
[0037]步驟110、測量IGBT功率器件在不同柵壓下漏壓值和漏電值，計算得到所述IGBT功率器件的直流穩態功率；
[0038]步驟120、檢測所述IGBT功率器件的峰值結溫，得到所述IGBT功率器件的峰值結溫值和顯微紅外熱像圖；
[0039]步驟130、采用熱敏參數法測量IGBT功率器件的平均熱阻；
[0040]步驟140、根據所述IGBT功率器件的直流穩態功率、所述峰值結溫和所述平均熱阻，通過數學擬合方法分別得到峰值結溫與直流穩態功率的關系和平均熱阻與直流穩態功率的關系；
[0041]步驟150、根據峰值結溫與直流穩態功率的關系和平均熱阻與直流穩態功率的關系，對所述顯微紅外熱像圖進行分析，得到所述IGBT功率器件的可靠性的檢測結果。
[0042]在本實施例中，采用顯微紅外測量方法，獲得不同襯底材料和功率器件的顯微紅外熱像圖，從而得到不同基板溫度和偏置條件下的峰值結溫，采用熱敏參數測量方法得到功率器件的平均熱阻，通過峰值結溫、平均熱阻和顯微紅外熱像圖對功率器件的材料、結構和工藝進行有效評估，進而準確地對IGBT功率器件的可靠性進行評價。
[0043]在本實施例中，所述檢測