1、本課題梳理了第三代半導體電力電子相關的標準體系、國內相關測試機構的測試能力,發布了《第三代半導體電力電子標準體系研究報告》、《第三代半導體電力電子產業測試條件和能力報告》;對第三代半導體電力電子標準體系建立與標準制定、測試平臺建設等提出了建議,將有效支撐第三代半導體電力電子標準、檢測服務體系的建立。
2、本課題測試并分析了SiC SBD、SiC MOS、GaN HEMT動靜態參數,差異性對比了Si器件的動靜態參數,編寫了《SiC SBD&MOSFET電學特性測試分析報告》、《SiC與Si電力電子器件測試對比分析報告》、《GaN HEMT電力電子器件測試分析報告》,為測試平臺建立奠定基礎。
3、聯盟組織執行單位制定第三代半導體電力電子器件標準,發布了CASA001-2018《SiC肖特基勢壘二極管通用技術規范》,立項T/CASA005-201X《GaN HEMT電力電子器件測試方法》、T/CASA006-201X 《SiC MOSFET測試方法》,并形成標準草案。
4、本課題組織5家測試機構開展測試比對,包括中國電子科技集團公司第十三研究所檢測中心、中國科學院電工研究所高頻場控功率器件及裝置產品質量檢驗中心、中國科學院半導體研究所集成技術工程研究中心、中國科學院微電子研究所高頻高壓器件與集成研發中心、北京工業大學功率半導體器件與功率集成電路實驗室,開展SiC SBD、SiC MOS測試比對分析,并形成測試比對報告,建立了第三代半導體電力電子器件測試評價平臺。
通過課題的實施建立了5家單位(中國電子科技集團公司第十三研究所檢測中心、中國科學院電工研究所高頻場控功率器件及裝置產品質量檢驗中心、中國科學院半導體研究所集成技術工程研究中心、中國科學院微電子研究所高頻高壓器件與集成研發中心、北京工業大學功率半導體器件與功率集成電路實驗室)的測試服務平臺,并核實了每家單位的測試能力,建立了第三代半導體電力電子測試比對平臺。
(1)中科院半導體所
中國科學院半導體研究所集成技術工程研究中心目前擁有BC3193半導體分立器件測試系統、ITC57300動態參數測試系統、ITC55100雪崩能量測試儀等檢測設備,能夠檢測最高1200V功率器件,測量項目包括了靜態、動態多項電學參數。
(2)中科院微電子所
中國科學院微電子研究所半導體功率器件全參數實驗室組建于2008年,該實驗室從國外引進了目前世界最先進大功率器件全套參數測試系統,建立了能完成功率半導體器件全參數測試的標準化平臺。
靜態參數方面,實驗室所擁有的設備其檢測參數包括擊穿電壓、閾值、導通電阻、柵極漏電、漏極漏電、跨導、脈沖電流、源漏二極管正向壓降,檢測范圍最大為1200V電源,200A電流,測試精度可達10mV/3pA,測試電阻范圍1mΩ~999.9MΩ。
動態參數方面,包括開啟延遲td(on)、關段延遲td(off)、上升時間tr、下降時間tf;二極管反向恢復時間Trr、反向恢復電荷Qrr參數;測試能力1500V/300A,測試精度 2nS;可測阻性負載、感性負載開關時間參數;可測二極管反向恢復時間參數;支持各種功率器件封裝形式。
(3)中科院電工所
中國科學院電工研究所高頻場控功率器件及裝置產品質量檢驗中心擁有近30臺套專業檢測設備,重點開展高頻場控半導體器件,如絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、場效應晶體管(MOSFET)、功率二極管等器件的技術參數檢測、可靠性檢測以及失效分析檢測。
(4)中電科十三所
國家半導體器件質量監督檢驗中心擁有先進的檢測儀器和失效分析設備610臺套。中心可靠性試驗設備基本上以進口為主,可按照GB、GJB、SJ、IEC、MIL標準對半導體器件、集成電路、微波組件、小整機、微型計算機、印制電路板等進行測試、篩選、DPA試驗、老化試驗以及鑒定檢驗和質量一致性檢驗。
中心相關檢測項目包括:二極管、雙極型晶體管、場效應晶體管、閘流晶體管、微波組件、微波元器件、DC/DC變換器、電子元器件及設備、半導體集成電路失效分析、聚光型光伏模塊和組件、發光二極管、照明工程、熒光粉、燈和燈系統、電器設備安全試驗。
(5)北京工業大學
北京工業大學功率半導體器件研究室是國內最早開展“微電子器件和電路可靠性”和“功率半導體器件及電路”研究的單位之一,研究實力雄厚,擁有齊全的研究設備、豐富的研究經驗和優秀的研究隊伍,能夠自主完成“微電子器件熱阻分析”、“微電子器件熱分布分析”、“微電子器件可靠性評測”、“射頻功率器件設計及測試”等多方面研究工作。
具有對SiC MOS器件失效測試分析、SiC的MOSFET和SBD管的SEM剖面分析、顯微版圖分析、photoemission失效點分析等。