Неразрушающий способ контроля степени однородности структур силовых тиристоров Советский патент 1979 года по МПК G01R31/26 

1

Изобретение относится к области электронной техники и может быть применено для контроля качества силовых тиристоров, которое в значительной степени зависит от однородности электрофизических свойств полупроводниковой структуры, определяющей равномерность распределения тока и температуры по ее площади.

Известны неразрушающие способы контроля степени однородности структур силовых тиристоров.

Один из известных способов контроля степени неоднородности р-п-р-пструктур заключается в измерении температурного коэффициента прямого падения напряжения на структуре в области малых измерительных токов l.

Однако этот способ устанавливает лишь корреляционную связь между температурой перегрева структуры и степенью ее неоднородности, но не дает количественной оценки степени неоднородности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ определения степени неоднородности р-И-р-П- - структур, основанный на пропускании через исследуемую структуру, прямоугольного импульса греющего тока 2,

Длительность импульса выбирают из условия включения структуры по всей площади и установления стационарного состояния. После окончания импульса греющего тока через структуру пропускают зондирующий импульс тока от вспомогательного генератора, причем длительность зондирующего импульса выбирают из условия вклйчения лишь части структуры, а задержка подачи его относительно момента включения греющего импульса постепенно увеличивается. Если структура однородна по своим параметрам по площади, то амплитуда тока зондирукнцего импульса не изменяется по величине при увеличении задержки вплоть до времени выключения

тиристора если же структура неоднородна, то при некоторой задержке tcflB. наблюдается уменьшение тока. Отношение . характеризует степень однородности структуры. Недостатком такого способа -опредеения степени неоднородности тиристорных структур является его низкая точность, так как он учитывает только неоднородность времени жизни неоснов ых носителей в h- базе структуры вследствие неравномерного теплового нагрева проводящего элемента, но не учитывает другие факторы, приводящие к локализации максимальной нагрузки .(неоднородность удельного сопротив лeн }я кремния, неоднородность фронта диффузии и т.д.). Целью изобретения является обеспечение возможности учета максималь ной локальной нагрузки при количе.ст венной оценке степени неоднородност структуры и повышение точности оцен ки. Цель достигается тем, что по пре лагаемому способу измеряют напряжение переключения тиристора при фиксированной скорости нарастания анод ного напряжения через фиксированный промежуток времени после протекания прямоугольного импульса тока, измеряю напряжение переключения исследуемой структуры в термостате при той же скорости нарастания напряжен и при температуре, равной средней температуре структуры в момент окон чания импульса тока и определяемой . расчетным путем для заданной амплитуды тока, определяют отношение измеренных величин напряжений переклю чения, по которому судят о степени однородности. Сущность описываемого способа со тоит в следующем. Температуру структуры определяют по формуле. Q,p-o.uOr-R.i (ij где Д - падение напрйжения на тири торе при токе 3 ; R -.установившееся тепловое со противление . Амплитуду тока выбирают из условияQj.pM2o-i40 c,; где температурная зависимость напря жения переключения наиболее сильная Длительность импульса тока должна . быть достато.чной для установления стационарного теплового режима, а длительность временной задержки больше времени выключения. Коэффициент неоднородности опред ляют ввиде отношения 44 где и пер Q и УперЗ - значения напряжений переключения, измеренных в термостате до и после протекания тока соответственно. Для повышения оперативности контроля в формуле (1) может быть использовано переходное тепловое сопротивление v . При этом длительность импульса тока выбирают равной 2-3 мс, при которой разброс переходных тепловых сопротивлений незначителен. , 1Величину выбирают по каталогу для данного типа тиристора и выбранной длительности импульса тока. Формула изобретения Неразрушающий способ Контроля степени однородности структур силовых тиристоров путем пропускания через исследуемую структуру прямоугольного импульса греющего тока, отличающий с я тем, что, с целью учета ма ксимальной локальной нагрузки при количественной оценке степени однородности структуры и повышения точности оценки, измеряют напряжение переключения тиристора при фиксированной скорости нарастания анодного напряжения через фиксированный промежуток времени после протекания прямоугольного импульса тока, измеряют напряжение переключения исследуемой структуры в термостате при той же скорости нарастания напряжения и при температуре, равной средней температуре структуры в момент окончания импульса тока и определяемой расчетным путем для заданной амплитуды тока, определяют отношение измеренных величин напряжений переключения, по которому судят о степени однородности. Источники информации, принятые во внимание при экспертязе 1. Семенов Г.М, и др. Контроль степени неоднородностир-п-р-п- струкДефектоскопия1972, 6, с. 12.. 2, Бурцев Э,Ф., Евсеев Ю„А. Метод определения степени однородности ЭлектротехничесР-п-р-11- структур. кая промышленность , серия Преобра- . .зевательная техника. Информационный научно-технический сборник. Вып .8(43), 1973.