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SiC的器件为何需要进行额外可靠性试验?
2023-12-20 09:15:12

SiC能作为功率器件原材料的原因之一是,它能够借用硅器件的许多著名概念和工艺技术,其中包括基本的器件设计,如垂直型肖特基二极管或垂直型功率MOSFET(对JFET和BJT进行一些改进后获得的替代结构)。因此,用于验证硅器件长期稳定性的许多方法可以直接用到SiC上。但更深入的分析表明,基于SiC的器件还需要进行一些不同于SiC器件的额外可靠性试验。有必要进行这些测试的项目包括:

-材料本身及其具有的特定缺陷结构、各向异性、机械性能和热性能等;

-更大的带隙及其对MOS器件的界面陷阱密度和动力特性的影响;

-材料本身及外部界面-如器件边缘(包括新边缘端设计)-可增强10倍左右的运行电场,以及这对氧化层寿命的影响;

-高压运行(Vos>1000V)与快速开关(>50V/ns)相结合的新运行模式所列项目可能对几乎所有既有的质量认证试验都有影响。由于力学特性不同,功率循环二次试验所得的结果也会不同。与基于硅的功率器件不同的是,SiC的氧化层可靠性试验设置还必须涵盖阻断模式下的稳定性。此外,按照许多现有的、用于规范加速试验的合格标准,必须利用模型推断试验数据,使其与现实世界里的应用条件建立关联。必须验证这些模型参数对于SiC的适用性和准确性。

         在开发和生产基于SiC的功率器件的过程中,特性鉴定和验证体系的主要组成部分是基于应用条件的应力分析。这样做是为了能够评估SiC器件的临界运行条件,并了解新的潜在失效机制。而成都中冷低温研发出的高低温冲击气流仪TS-780能够进行SiC器件的可靠性分析,同时也适用于各类半导体芯片、闪存Flash/EMMC、PCB 电路板IC、光通讯(如收发器 transceiver 高低温测试、SFP 光模块高低温测试等)、电子行业等进行IC 特性分析、高低温循环测试、温度冲击测试、失效分析等可靠性试验。

         高低温冲击气流仪TS780的优势是温度变化速率快,-55℃至+125℃之间转换约10秒;有效温度范围在-80℃至+225℃;结构紧凑,移动式设计;触摸屏操作,人机交互界面;快速DUT温度稳定时间;温控精度±1℃,显示精度±0.1℃;气流量可高达18SCFM;还有除霜设计,快速清除内部的水汽积聚。TS780的研发保证了芯片质量、缩短芯片上市时间、提高公司利润。当然,芯片测试在整个芯片生产流程中占据重要位置,在芯片设计和制造过程中间的位置,利用TS-780进行可靠性试验,减少器件潜在的各种误差及失效机制,有效地控制和保证器件的可靠性。