详解功率半导体器件阈值电压(VGEth)的两种主流测试方法——国标法与行标法,并介绍SiC器件阈值电压漂移问题及JEP183A预处理方案。
在功率半导体器件的研发、生产和应用中,阈值电压是绕不开的核心参数——它是器件"从关断到开始导通"的最小栅极-源极/发射极电压差,既是判断器件好坏的"红线",也是驱动电路设计、批量质量控制的关键依据。
目前行业内规格书上对于阈值电压(VGEth)的参数定义有两种,对应两类主流测试方案——日系企业更倾向遵循IEC、JIS等标准体系的国标法(给定CE/DS电压);欧美企业多采用"CG短接"的行标法。
测试步骤(以IGBT为例):
核心技术特征:采用双路独立电源控制;测试条件量化明确;测试流程严谨,结果具备高度可重复性。
测试步骤(以IGBT为例):
核心技术特征:仅需单路电源即可完成测试;测试回路设计简洁;适配欧美地区工业测试习惯。
实测对比:同一模块在同等阈值电流设定下,国标法与行标法的测试结果存在约1V的差异。国标法14次测试最大最小差值仅3mV;行标法为1mV。
SiC MOSFET因SiC/SiO₂界面存在"电荷陷阱",会动态捕获/释放电子,导致阈值电压"漂移"。施加正栅压应力(PBTI)时Vth向高值漂移;施加负栅压应力(NBTI)时Vth向低值漂移。
JEDEC发布的JEP183A标准通过测量前预处理提高测试一致性:预处理复位(施加正负栅极应力脉冲统一初始状态)→ 栅压扫描同步记录 → 阈值锁定。