碳化硅功率器件的动态老化测试HTGB/HTRB/HTFB

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碳化硅功率器件的动态老化测试HTGB/HTRB/HTFB [复制链接]

碳化硅的长期运行可靠性是目前业内关注的核心问题之一。由于宽禁带半导体器件本身的特性，如大量的界面陷阱导致的阈值电压漂移问题，传统的基于硅器件的失效模型已无法充分覆盖碳化硅的情况；研究表明需要采取动态的老化测试手段来进行评估。

 

针对SiC分立器件和模块，广电计量参照JEDEC、AECQ101及AQG324标准进行检测验证，能力不仅覆盖用于验证传统Si器件长期稳定性的所有方法，还开发了针对SiC器件不同运行模式的特定试验，在较短时间内了解功率器件的老化特性，见表1。

 

表1 SiC器件/模块特定可靠性试验

 

试验	试验条件
HV-H3TRB	VDS=0.8VDSmax，Ta=85°C, RH=85%，t≥1000h
高温高湿反偏测试HTRB	VDS=VDSmax，Tvj=175°C，VG =-10 V，t≥1000h
动态高温高湿反偏测试H3TRB	VDS>0.5VDSmax，dVDS/dt(at DUT)>30V/ns, 15kHz≤f≤25 kHz,Ta=85°C, RH = 85%，t≥1000h
动态反向偏压（DRB）	VDS≥0.8VDSmax，dVDS/dt (at DUT)=50V/ns，f ≥25 kHz，Ta= 25°C，t≥1000h
动态栅偏（DGS）	VGS = +22 to -8 f = 20 kHz, 10% duty cycle, VDS = 0, Tj=175
动态HTGB	Ta=25℃；VDS=0V;dVGS/dt=1V/ns; f=100kHz;VGS=-4V/21V; 10^11cycles；
动态高温正向偏压测试HTFB	SiC体二极管双极退化
试验咨询：钟工 150-1416-6472

 

DGS（Dynamic gate stress）测试  

DGS测试在测试过程中，会向DUT（待测器件）的栅极以矩形波信号形式施加应力信号，应力循环作用期间，会同时将DUT调整至所需的应力温度。按照规定的时间间隔要求，暂停施加应力，并测量DUT的Vth。DGS测试主要是用于检查多个SiC芯片并联不均流问题，检测模块Layout对SiC芯片动态Vth漂移、Rdson增加以及效率降低的影响。

 

 

DRB（Dynamic reverse bias）测试

DRB测试主要是通过高du/dt的作用，完成对器件内部钝化层结构的充放电，从而达到对SiC器件加速老化的目的。DRB测试能够较好的检测出SiC器件钝化层结构的缺陷，也能够发现生产过程中以及封装材料里的有害离子污染。因此，对于SiC功率器件来说，动态的反偏测试是强烈建议的。

 

 

DH³TRB（Dynamic high-humidity, high-temperature reverse bias）测试

DH³TRB测试是为了验证整个SiC器件结构的薄弱环节——难以完全密封的问题。半导体芯片和接合线位置的硅胶由于材料性质原因会被湿气进入并到达钝化层。器件的钝化层结构缺陷和芯片边缘密封中的弱点，在湿度的作用下，会受到负载的不同影响。同时，污染物也能够通过湿气传输转移到关键区域，进而导致器件失效。DH³TRB测试是针对于SiC器件附加的通用可靠性测试项目。目前，针对高du/dt条件下，SiC器件的薄弱环节能否被检测出来，相应的测试标准也仍在探索阶段[9]。

 

 

广电计量参照JEDEC、AECQ101及AQG324标准进行检测验证，在较短时间内了解功率器件的老化特性。