申请/专利权人：鲁欧智造(山东)高端装备科技有限公司

申请日：2024-01-25

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117665524B

主分类号：G01R31/26

分类号：G01R31/26;G01R29/26;H01L21/66

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2024.03.26#实质审查的生效;2024.03.08#公开

摘要：本发明公开了一种氮化镓功率器电子流动性检测系统，涉及氮化镓晶体管流动性检测技术领域，该系统通过整合光学激发测量模块、时间域测量模块、温控测量模块和噪音测量模块的数据，获得数据库；通过建立数字模型，分析计算获得电子迁移系数、第一功率稳定系数Dy1、第二稳定系数Dy2和热噪音系数Rzy，这为深入理解氮化镓晶体管性能提供了有力的工具，提高了评估的精确性和深度。并通过评估模块设定标准阈值和生成调整策略，实现了对器件合格性的灵活判定。根据评估结果生成的调整策略，包括优化结构、动态电路设计和制造工艺，并引入策略优先级，为生产团队提供了灵活性和实时性，有助于及时解决问题。

主权项：1.一种氮化镓功率器电子流动性检测系统，其特征在于：包括光学激发测量模块、时间域测量模块、温控测量模块、噪音测量模块、建立数字模型模块和评估模块；所述光学激发测量模块用于通过透射电子显微镜、电导率测量仪、磁场中的霍尔效应测量仪和X射线荧光光谱仪对氮化镓功率器晶体管的进行测量，获取第一检测数据集；所述时间域测量模块用于通过示波器、矢量网络分析仪和功率计对氮化镓功率器晶体管的进行测量，获得第二功率数据集；所述第二功率数据集包括上升时间、下降时间、脉冲幅值B、截止频率、饱和功率值和功率增益值G；所述温控测量模块用于采用温控系统，调节温度，测量氮化镓功率器晶体管在不同温度下的性能数据，建立第三检测数据集；所述噪音测量模块用于采集由氮化镓功率器晶体管内部电子热运动引起的热噪音功率密度值zymd、电导率ddL、频率带宽PLdk和温度值T，建立第四检测数据集；所述建立数字模型模块用于将第一检测数据集、第二功率数据集、第三检测数据集和第四检测数据进行预处理后，整合至数据库，并建立数字模型，将数据库输入至数字模型中，分析计算获得：电子迁移系数、第一功率稳定系数Dy1、第二稳定系数Dy2和热噪音系数Rzy；并将电子迁移系数、第一功率稳定系数Dy1、第二稳定系数Dy2和热噪音系数Rzy进行相关联，获得综合评估系数PG；所述建立数字模型模块包括第一分析单元、第二分析单元、第三分析单元和第四分析单元；所述第一分析单元用于对第一检测集进行提取，包括电子电荷e，电子平均寿命和电子有效质量系数，所述电子平均寿命包括弹性散射时间和非弹性散射时间的贡献；弹性散射时间通过以下公式计算获得： n表示晶体表面杂质和缺陷的密度值，N表示每单位体积的杂质数，通过测量探针扫描晶体表面的杂质数量计算获得，A表示为晶体表面积，表示第一修正常数值；V表示电子速度，表示弹性散热截面；非弹性散射时间通过以下公式计算获得： 表示非弹性散热截面；将弹性散射时间和非弹性散射时间结合起来，得到电子的平均寿命，由以下公式生成： 并综合计算获得电子迁移系数： 式中，电子迁移系数的计算含义为：描述了电子在晶体中的迁移能力，影响氮化镓功率器晶体管的导电性能；所述建立数字模型模块还包括第二分析单元；所述第二分析单元用于依据第二功率数据集中的上升时间、下降时间、脉冲幅值B、截止频率、饱和功率值和功率增益值G，无量纲处理后，由以下公式计算获得第一功率稳定系数Dy1： 式中，、、、、分别表示功率增益值对应的上升时间、下降时间、脉冲幅值B、截止频率、饱和功率值的偏导数；所述建立数字模型模块还包括第三分析单元；所述第三分析单元用于依据第三检测数据集中的功率增益G和温度值；并由以下公式计算获得第二稳定系数Dy2： 式中，T表示温度值，表示温度对功率增益的变化率；所述第四分析单元用于依据第四检测数据中进行提取热噪音功率密度值zymd、电导率ddL、频率带宽PLdk和温度值T；无量纲处理后，由以下公式计算获得热噪音系数Rzy： 公式的含义为，热噪音系数Rzy表示单位频率范围内的热噪音功率密度与电导率、温度和频率带宽的关系；热噪音系数Rzy用于描述氮化镓功率器晶体管在特定温度下的热噪音性能；所述评估模块用于将综合评估系数PG与第一标准阈值BZ1进行对比，获得第一评估结果，当第一评估结果为不合格时，将电子迁移系数、第一功率稳定系数Dy1、第二稳定系数Dy2和热噪音系数Rzy分别与第二标准阈值BZ2、第三标准阈值BZ3、第四标准阈值BZ4和第五标准阈值BZ5进行对比，获得第二评估结果；并依据第二评估结果生成相对应的调整策略。

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