GaN功率器件静态参数的自动测试系统及其测试方法与流程

本发明涉及一种gan功率器件静态参数的自动测试系统及其测试方法，属于gan功率器件测试领域。

背景技术：

进年来以氮化镓(gan)为代表的第三代半导体，凭借禁带宽大、击穿电场强度高、抗辐射能力强等性能优势，已被广泛应用于能源、交通、信息、国防等众多领域。但现有国内的gan半导体制造工艺尚不成熟，生产工艺及产品性能表现还在不断的改进和摸索阶段，在产品批量生产前，产品可能需要经过多次的流片和功能、特性测试验证。而开启阈值电压、栅极漏电流、漏极饱和电流和漏源电阻等静态参数是保证功率器件产品功能的基本参数，需要在不同条件下对批量样片进行反复的测试验证，并保存测试数据进行对比分析。

目前，常用的测试方法主要有手动测试和机器测试两种。前者对批量样品完全手动逐个参数进行测试，包括手动搭建测试设备、手动更改测试参数配置、手动记录测试数据，整个测试所耗时间很长、效率非常低下，且容易造成人为的操作错误。后者主要使用市场已有的自动化测试机台，但无论是购买还是租借都比较昂贵，且需要准备和对应自动化测试机台配套的测试硬件，测试成本较高。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种gan功率器件静态参数的自动测试系统及其测试方法，在实验室批量测试样片时，可避免在测试多个参数时逐个手动更改测试仪器参数设置，避免人工记录测试数据，同时对测试结果的正确与否可以进行直观的显示，可提升测试效率，减少人为误操作。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种gan功率器件静态参数的自动测试系统，包括：

测试仪器，与测试板、串口连接，所述测试仪器接收串口传输的信号，并根据接收的信号信息提供给测试板对应的电压、电流；所述测试仪器对测试板的输出电压、电流信号进行测量，并将测量结果传输至串口；

测试板，与所述测试仪器连接，在测试仪器提供的电压、电流下工作，工作完成后的输出结果由测试仪器进行测量；

串口，与测试仪器、上位机连接，串联所述测量仪器和所述上位机；

上位机，通过所述串口，控制所述测试仪器的输出电压、电流，并读取所述测试仪器的输入电压、电流进行数据处理。

优选地，所述测试仪器为可编程控制的数字源表。

优选地，所述测试板包括测试板本体、固定安装在测试板本体上用于放置待测试芯片的负载测试座和用于与所述测量仪器接线的插座。

优选地，所述串口为rs232c串口。

优选地，所述上位机内的编程控制软件基于labview开发，通过将所有常规静态参数测试内容的测试程序预先编好，在控制软件操作界面设定测试项输入框、测试使能勾选按钮、测试参数输入框和测试门限输入框，在测试项输入框中输入已预编程好的一个或多个测试项目名称，并勾选测试使能勾选按钮，然后在对应的测试参数和测试门限输入框中输入需要的数值。

优选地，所述上位机编程控制软件操作界面设有数据保存勾选按钮和文件路径选择按钮，若勾选数据保存按钮，则测试前点击文件路径选择按钮输入数据保存路径和文件名，测试完成后数据会保存到对应的文件中；若不勾选数据保存按钮，则测试完成后测试数据不进行保存。

优选地，所述上位机编程控制软件操作界面设有测试次数输入框，若输入框不输入数值，默认为0，则程序不执行；若输入框输入值为1，则所选定测试项目全部执行一次测试结束；若输入框输入值为n，n为大于1的自然数，则所选定测试项目循环执行n次测试结束。

优选地，所述上位机编程控制软件操作界面设有测试结果指示灯和测试数据显示框，测试完成后，若测试结果在设定的测试门限范围内，则表示测试结果正确，指示灯显示绿色，否则指示灯显示灰色，同时测试数据显示框中会显示当前的测试数据。

一种基于上述gan功率器件静态参数的自动测试系统的测试方法，整个测试方法包括如下步骤：

步骤s1、完成所述测试仪器与所述测试板、所述串口、所述上位机的接线连接，并在测试板的测试座上放置待测试芯片；

步骤s2、开启测试仪器的开关，打开上位机内软件，搜寻到所述测试仪器的串口编号并连接；

步骤s3、在上位机上选择是否需要保存数据；

步骤s4、设定测试的循环次数；

步骤s5、选择需要的测试项，并设定已选择测试项的测试参数和测试门限；

步骤s6、在上位机上点击运行按钮，待运行结束后，观察测试结果指示灯的状态，确认测试结果的正确与否；若测试结果不正确，可查看当前的测试数据，确认测试失效的原因，并对测试失效芯片进行标记，完成测试。

与现有的技术相比，本发明具有如下优点：

第一，在实验室批量测试样片时，可避免在测试多个参数时逐个手动更改测试仪器参数设置，避免人工记录测试数据，同时对测试结果的正确与否可以通过上位机进行直观的显示，这样能大大提升测试效率，减少人为造成的误操作问题；

第二，该系统的搭建是利用实验室常用的源表测试仪器，通过计算机软件设定好控制程序，测试操作人员仅需按预设的流程操作即可，大大降低了测试设备成本和测试操作人员的能力要求；

第三，可以根据需要实现待测试静态参数项的任意选择和测试数据的自动保存，操作非常灵活简单；

综上所述，本发明可通过上位机的软件操作界面信号显示灯和数据显示框，对测试结果的正确与否进行直观判断，在实验室批量测试样片时，能极大的提高测试效率，减少人为造成的误操作或数据记录出错问题，同时简单的操作方式，降低了对测试操作人员的能力要求，便于测试人员的灵活安排。

附图说明

图1为本发明自动测试系统的结构示意图；

图2为本发明自动测试方法的流程图；

图3为本发明实施例的测试结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施中的技术方案进行清楚，完整的描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供的一种gan功率器件静态参数的自动测试系统，包括：

测试仪器，与测试板、串口连接，所述测试仪器接收串口传输的信号，并根据接收的信号信息提供给测试板对应的电压、电流；所述测试仪器对测试板的输出电压、电流信号进行测量，并将测量结果传输至串口；

测试板，与所述测试仪器连接，在测试仪器提供的电压、电流下工作，工作完成后的输出结果由测试仪器进行测量；

串口，与测试仪器、上位机连接，串联所述测量仪器和所述上位机；

上位机，通过所述串口，控制所述测试仪器的输出电压、电流，并读取所述测试仪器的输入电压、电流进行数据处理。

优选地，所述测试仪器为可编程控制的数字源表，利用实验室常用的源表测试仪器，通过计算机软件设定好控制程序，测试操作人员仅需按预设的流程操作即可，大大降低了测试设备成本和测试操作人员的能力要求。

优选地，所述测试板包括测试板本体、固定安装在测试板本体上用于放置待测试芯片的负载测试座和用于与所述测量仪器接线的插座。

优选地，所述串口为rs232c串口。

优选地，所述上位机内的编程控制软件基于labview开发，通过将所有常规静态参数测试内容的测试程序预先编好，在控制软件操作界面设定测试项输入框、测试使能勾选按钮、测试参数输入框和测试门限输入框，实际测试中可根据需求，增加或减少测试项输入框，在测试项输入框中输入已预编程好的一个或多个测试项目名称，并勾选测试使能勾选按钮，然后在对应的测试参数和测试门限输入框中输入需要的数值。

优选地，所述上位机编程控制软件操作界面设有数据保存勾选按钮和文件路径选择按钮，若勾选数据保存按钮，则测试前点击文件路径选择按钮输入数据保存路径和文件名，测试完成后数据会保存到对应的文件中；若不勾选数据保存按钮，则测试完成后测试数据不进行保存。

优选地，所述上位机编程控制软件操作界面设有测试次数输入框，若输入框不输入数值，默认为0，则程序不执行；若输入框输入值为1，则所选定测试项目全部执行一次测试结束；若输入框输入值为n，n为大于1的自然数，则所选定测试项目循环执行n次测试结束。

优选地，所述上位机编程控制软件操作界面设有测试结果指示灯和测试数据显示框，测试完成后，若测试结果在设定的测试门限范围内，则表示测试结果正确，指示灯显示绿色，否则指示灯显示灰色，同时测试数据显示框中会显示当前的测试数据。

一种基于上述gan功率器件静态参数的自动测试系统的测试方法，整个测试方法包括如下步骤：

步骤s1、完成所述测试仪器与所述测试板、所述串口、所述上位机的接线连接，并在测试板的测试座上放置待测试芯片；

步骤s2、开启测试仪器的开关，打开上位机内软件，搜寻到所述测试仪器的串口编号并连接；

步骤s3、在所述上位机软件界面勾选数据保存图标，选择进行数据保存，然后点击文件路径选择按钮，输入数据保存路径和文件名，测试完毕后测试数据会自动保存到对应的文件中；

步骤s4、在测试次数输入框中输入1，设定测试的次数为1；

步骤s5、所述上位机软件界面输入待测试的静态参数测试项名称,并勾选对应测试项的使能图标，设定对应选定测试项的测试参数和测试门限；

步骤s6、所述上位机软件操作界面上点击运行按钮，待程序运行结束，观察测试结果指示灯的状态，若所有指示灯呈绿色，则表示所有测试项的测试结果均在测试门限范围内，测试结果正确；若有指示灯呈灰色，则表示该对应测试项的测试结果不在测试门限范围内，测试结果错误；通过测试数据显示框可查看当前的测试数据，确认测试失效的原因，并对测试失效的芯片进行标记；

步骤s7、测试完毕，可在数据文件保存目录打开保存的数据文件进行数据分析，该文件的第一行会显示软件操作界面输入的测试项名称，每一个测试项占据一列，从第二行开始每一个芯片或者每一次测试的数据会按顺序逐行进行保存，另外在每一次测试数据后还有添加一个测试状态保存项，若该次测试的所有测试项测试正确则会保存字符p(pass的缩写)，否则保存字符f(fail的缩写)，如图3所示。

综上所述，本发明可以根据需要实现待测试静态参数项的任意选择和测试数据的自动保存，操作非常灵活简单；同时可通过软件操作界面信号显示灯和数据显示框，对测试结果的正确与否进行直观判断，在实验室批量测试样片时，能极大的提高测试效率，减少人为造成的误操作或数据记录出错问题，同时简单的操作方式，降低了对测试操作人员的能力要求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。