HTRB（High Temperature Reverse Bias ,高温反偏）可靠性测试是一种加速寿命试验，通过温度应力和电应力双重应力加速器件终端老化，激发功率半导体器件设计或制造过程中终端存在的缺陷。从而评估器件在长期高温高压应力下的可靠性和稳定性，是功率器件耐压特性考核的重要手段。

       HTRB测试方法：以MOSFET器件为例，取一定数量的样品测试完成后，放入恒温箱中，温度一般设定为最大允许工作结温（150℃）；将器件源极与栅极短接，在源极与漏极间施加电压VDS（为避免出现与实际情况不符的失效模式，电压通常不超过额定电压的80%）；在这种电热应力条件下持续一定时间（一般为168h、1000h），考核过程中可以实时监控漏极电流（IDSS）的变化，结束后待器件冷却至室温进行动静态参数测试，参数超规格判定为失效。

HTRB失效机理

       器件在高温高压应力下，器件内的可动离子（Na+为例）会在高场强区域加速积累，形成表面电荷。积累的表面电荷会改变终端区域的电场，导致漏电流上升，严重时造成器件失效。可动离子Na+引发器件耐压退化的主要机理有两种：感应沟道、耗尽层展宽。

       感应沟道：在器件处于反向偏压状态时，可动离子（Na+）在器件的表面沿着电场方向移动，会吸引N型硅区域中的电子向器件表面聚集，从而在N型硅表面形成电子积累层，就会有电子沿着器件表面形成的电子积累层向高电位运动，电子的定向持续流动便形成了漏电。这种可动离子引起的漏电并非正常的PN结漏电，导致器件漏电增大，反向阻塞能力被虚弱，耐压能力就发生了退化。

       耗尽层展宽：当Na+在器件的表面沿着电场方向移动到低电位附近区域时，会在PN结的表面聚集。当可动离子聚集到一定数量时，由于Na+会在P型区域中感应出负电荷，增大了器件表面的电场强度，因而器件耐压能力发生退化。

       可动离子（Na+）主要来源于芯片制造（离子注入、氧化等）及封装过程（焊接助焊剂、环氧树脂等），其在芯片中分布的主要位置包括：钝化层的表面与内部、氧化层的表面与内部、金属氧化层界面、Si-SiO2界面。

实际HTRB考核常见的器件失效种类及表现：

       可动离子电荷改变终端电场分布，失效表现为耐压降低，漏电增大。

       水汽侵入，失效表现为内部短路，框架变色。

       焊点接触不良或空洞，失效表现为电阻增大。

       栅氧缺陷，失效表现为阈值电压不稳定，电流输出曲线有交叠。

       材料热应力不匹配造成分层，失效表现为耐压降低，漏电急剧增大。

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