功率半导体应用现状
随着新能源汽车800V高压快充技术的兴起，SiC凭借其高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率以及高键合能等一系列显著优势，成为功率半导体产业竞相追逐的“风口”。在实际应用中，搭载碳化硅功率器件的高压系统通常能够在短短十多分钟内将电池电量从10%快速充至80%。然而，SiC功率器件在运行时会承受复杂的电-磁-热-机械应力，其电压电流能力的提升，开关速度和功率密度的提升，对器件的性能和可靠性提出了更高的要求。
功率半导体器件在使用过程中可能会因为多重因素导致失效，而这些不同因素所引发的失效形式也各不相同。因此，对失效机理进行深入分析以及准确辨识缺陷，是提高器件性能的重要前提。
功率半导体性能表征测试挑战
功率半导体的性能表征，***早主要以测试二极管和三极管等分立器件的DC参数为主。MOSFET和SiC、GaN 出现后，测试技术研究的***放在 GaN HEMT、SiC MOS、IGBT单管、PIM（即IGBT模组）等类型的产品上。根据测试条件不同，功率器件被测参数可分为两大类：静态特性测试和动态特性测试。静态特性测试主要是表征器件本征特性指标，如击穿电压V(BR)DSS、漏电流ICES/IDSS/IGES/IGSS、阈值电压VGS(th)、跨导Gfs、二极管压降VF、导通内阻RDS(on)等；动态参数是指器件开关过程中的相关参数，这些参数会随着开关条件如母线电压、工作电流和驱动电阻等因素的改变而变化，如开关特性参数、体二极管反向***特性参数及栅极电荷特性参数等，主要采用双脉冲测试进行。
静态参数是动态指标的前提，目前功率半导体器件的静态特性主要是依据半导体器件公司提供的Datasheet来进行测试。然而，功率半导体器件常被应用于高速开通及关断工作状态下，器件绝大部分失效机理都发生在动态变化过程中，因此动、静态参数的测试对功率半导体器件都很重要。此外，以SiC为代表的第三代半导体器件耐压等级更高，且经过串/并联应用于更高电压/功率等级的装备，对制造过程各阶段的测试要求也提出了新的挑战：
1静态测试高电流电压等级与阈值电压漂移
随着功率半导体器件（如MOSFET、IGBT、SiC MOS）规格的不断提升，静态测试中的电流电压等级要求也越来越高，要求测试系统必须能够稳定、准确地提供和测量高电压和大电流。同时还需要在测试过程中减少施加应力的时间，以防止器件过热损坏。此外，SiC阈值电压漂移是功率器件测试过程中常见的问题，阈值电压漂移会对功率器件的开关特性产生影响，可能会引起器件的误导通，从而导致器件的损坏。
图：JEDEC JEP183、CASAS中Sic VGS(th)的测试标准
2动态测试寄生电感与寄生电容的影响及测试设备要求
在功率半导体器件的动态测试过程中，寄生电感和寄生电容对测试结果影响巨大。寄生电感主要来源于PCB连接线以及器件封装，而功率器件的电流变化率大，使寄生电感对测试结果也会产生影响。同时，双脉冲测试电路中除了器件的结电容外，续流二极管和负载电感上均存在寄生电容，这两个寄生电容对器件的开通过程有明显影响。此外，功率器件的开关速度高，要求测试设备具有较高的带宽以准确采集开关波形的上升沿和下降沿。
3全测试流程节点增加
对于PIM和IPM等功率模块，实际是由单管组合的，单管的良率和质量将直接影响模块的成本和质量，为降低模块的封装和制造成本，业内已经考虑增加测试节点和测试左移，从 CP+FT 测试，变为 CP + KGD + DBC + FT测试。
图：功率半导体器件测试流程节点
普赛斯功率半导体一站式测试解决方案
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图：PMST功率器件静态参数测试系统
图：PSS TEST静态高低温半自动测试系统
图：PMST-MP 静态参数半自动化测试系统
图：PMST-AP 静态参数全自动化测试系统
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