具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明实施例所提出的基于半导体器件的电场强度测量方法流程图，参考图1，该测量方法包括如下步骤S1～S4：

步骤S1、从已测得击穿场强的多个不同型号的半导体器件中，选择两种不同型号的半导体器件，分别编号为S_low、S_high，对应的击穿场强分别为D_low、D_high；其中，半导体器件S_low能被待测位置处的场强击穿，半导体器件S_high不能被待测位置处的场强击穿。可以采用如下方法来选择出击穿场强符合上述条件的两个初始的半导体器件S_low、S_high：

测量装置开始工作后，施加的电压一直保持不变。可以事先从已测得击穿场强的半导体器件中，选择一半导体器件S₀来开始进行是否能被待测位置处场强击穿的试验：

将半导体器件S₀放置在待测位置处，判断是否被击穿：

若被击穿，则将半导体器件S₀作为初始的半导体器件S_low，然后继续选择击穿场强更高的半导体器件进行击穿试验，直至寻找到不被待测位置处场强击穿的半导体器件，作为初始的半导体器件S_high；

若未被击穿，则将半导体器件S₀作为初始的半导体器件S_high，然后继续选择击穿场强更低的半导体器件进行击穿试验，直至寻找到可被击穿的半导体器件，作为初始的半导体器件S_low。

这样一来，就可以选择出初始的可被待测位置处场强击穿的半导体器件S_low以及不能被击穿的半导体器件S_high。

步骤S2、判断半导体器件S_low与半导体器件S_high之间的击穿场强之差是否小于测量允许误差，若小于，则所述待测位置处的场强为(D_high+D_low)/2；若不小于，则进入步骤S3。

所述的测量允许误差是根据具体的场强测量要求来设定的。如果初始选择的两个半导体器件的击穿场强之差(绝对值)小于测量允许误差，则可以直接将初始的两个半导体器件S_low与S_high的击穿场强均值作为待测位置处的场强。否则，利用二分法缩小范围，继续选择半导体器件，即进入步骤S3。

步骤S3、从已测得击穿场强的多个不同型号的半导体器件中，选择击穿场强为半导体器件S_low与半导体器件S_high的击穿场强均值的半导体器件S_mid，并放置在待测位置处。

步骤S4、判断半导体器件S_mid是否被击穿：若被击穿，则将半导体器件S_mid作为更新的半导体器件S_low并返回步骤S2；若未被击穿，则将半导体器件S_mid作为更新的半导体器件S_high并返回步骤S2。

通过采用上述方法，可以测量电场中任意位置处任意方向的场强大小。利用该方法，分别测量某点处的三维坐标系的三个方向的场强大小，可以合成该点的三维场强。具体而言，按照步骤S1～S4的方法分别测量待测位置处的x轴、y轴和z轴方向的场强，并利用三个方向的场强计算待测位置处的三维场强。比如，为了获得待测点的三维场强，可以以待测点为原点建立三轴坐标系，分别按照步骤S1～S4的方法测量三个方向的场强，对三个方向的场强进行三维合成得到待测点的电场强度。待测位置处的三维场强E＝(E_x ²+E_y ²+E_z ²)0.5，其中，E_x、E_y、E_z分别为待测位置处的x轴、y轴和z轴方向的场强大小。按照步骤S1～S4的方法分别测量待测位置处的x轴、y轴和z轴方向的场强时，在待测位置处放置一绝缘支撑件，如图2所示，该绝缘支撑件包含三个相互垂直的、分别沿三轴坐标系的x轴、y轴和z轴方向延伸的放置台，在执行步骤S1～S4以测量待测位置处的x轴方向场强大小时，半导体器件放置在x轴方向的放置台上；在执行步骤S1～S4以测量待测位置处的y轴方向场强大小时，半导体器件放置在y轴方向的放置台上；在执行步骤S1～S4以测量待测位置处的z轴方向场强大小时，半导体器件放置在z轴方向的放置台上。该方法可以测量任意位置电场强度，不需要对电场方向预先判断。通过设置一个三通道互相垂直的半导体器件绝缘支架，可以测量任意位置的三方向电场强度，然后三维合成得到该位置的实际电场强度。

在一些实施例中，该测量方法还包括预先测量多个不同型号的半导体器件的击穿场强的步骤S01和S02：

S01、将某一型号的半导体器件轴向沿电场方向放置在一匀强电场中，并测量该型号的半导体器件的击穿场强。

S02、重复步骤S01测得多个不同型号的半导体器件的击穿场强。

其中，匀强电场可通过如下方式构建：

利用有限元分析软件建立平行板电容器三维仿真模型，并对该三维仿真模型一侧极板施加激励电压U、另一侧极板接地，进行仿真计算；仿真计算得到该三维仿真模型两极板之间空间某点的场强E₁，并定义该点的偏差系数为k，k＝|(E₁-E₀)/E₀|，其中E₀＝U/H是匀强电场的理论场强，H是该三维仿真模型两极板之间的距离；定义偏差系数k≤1％的场域为匀强电场区域。

制作与上述的平行板电容器三维仿真模型完全一样的真实平行板电容器。

测量某一型号的半导体器件的击穿场强的步骤如下：

1)查阅该型号的半导体器件的数据手册，以获知该型号的半导体器件击穿场强的大致范围；

2)定义两种场强E_min及E_max，并根据所述击穿场强范围给两种场强赋初值，赋值的依据：该型号的半导体器件在E_min下不击穿、在E_max下击穿；

3)将该型号的半导体器件放置在所述真实平行板电容器的两极板之间，尤其放置在两极板之间的中心区域，因为中心区域电场均匀性会更好；

4)给所述真实平行板电容器的两极板间施加电压使得匀强电场强度为E_mid＝(E_min+E_max)/2，判断该型号的半导体器件是否被击穿：若未击穿则更新E_min的值为E_mid，而E_max的值不变；若击穿则更新E_max的值为E_mid，而E_min的值不变；

5)不断更新E_max或E_min的值，直至E_max与E_min相等，该型号的半导体器件临界击穿，此时的E_mid即为该型号的半导体器件的击穿场强。

该方法建立了一个较为理想的匀强电场区域，并设置了支架用于放置半导体器件，支架采用绝缘材料不会影响电场分布，通过二分法能够准确获得半导体器件的击穿场强。

总之，本发明实施例的测量方法，采用尺寸非常小的半导体器件作为手段，来测量电场强度，一方面半导体器件的尺寸足够小而不会引起电场畸变，保证了测量的电场强度是未发生畸变的，为准确测量提供了前提；在此基础上，由于击穿电压与击穿场强间存在一一对应关系，在测量实际电场强度时，仅需通过二分法缩小放置在测量点的半导体器件型号范围，再根据型号查得对应击穿场强即可获得实际电场强度，操作方便。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。