引言 可靠性，是指產品在規定時間內和條件下完成規定功能的能力，是產品質量的重要指標，如果在規定時間內和條件下產品失去了規定的功能，則稱之為產品失效或出現了故障。 可靠性測試項目的科學性、合理性，抽樣和試驗的規範性以及嚴謹性，對產品的環境壽命和質量水平的評估、研發的改進升級、產品疊代以及客戶導入和應用評估至關重要。  本半導體碳化矽器件產品環境和壽命可靠性主要測試項目、條件及抽樣和接收標準 基本半導體器件環境和壽命可靠性測試項目是根據不同產品類型、材料特性及客戶潛在的應用環境等，並參考國內外權威標準（AEC-Q101、AQG324等），制定符合公司以及滿足客戶需求的測試項目和條件。 目前公司器件環境和壽命主要可靠性測試項目包括HTRB、HTGB（MOSFET和IGBT）、HV-H3TRB、TC、AC、IOL等，試驗前後都要進行電應力測試和物理外觀確認，並按照車規級標準AEC-Q101的要求，每個可靠性項目都需要不同的3個批次，每個批次77pcs器件零失效通過測試，即表示該試驗通過。 01 HTRB HTRB是分立器件可靠性最重要的一個試驗項目，其目的是暴露跟時間、應力相關的缺陷，這些缺陷通常是鈍化層的可移動離子或溫度驅動的雜質。 半導體器件對雜質高度敏感，雜質在強電場作用下會呈現加速移動或擴散現象，最終將擴散至半導體內部導致失效。 同樣的晶片表面鈍化層損壞後，雜質可能遷移到晶片內部導致失效。 HTRB試驗可以使這些失效加速呈現，排查出異常器件。 以碳化矽MOSFET為例，測試原理圖如下： 在測試中，需持續監測碳化矽MOSFET源極-漏極的漏電流。 試驗前後都要進行電應力測試，如器件靜態參數測試結果超出規定範圍，則判定為失效。 02 HTGB 測試原理圖如下： 在測試中，需持續監測碳化矽MOSFET柵極-漏極的漏電流，如果漏電流超過電源設定上限，則可以判定為失效。 試驗前後都要進行電應力測試，如器件靜態參數測試結果超出規定範圍，則判定為失效。 03 HV-H3TRB AEC-Q101中只有H3TRB這個類別，其缺點是反壓過低，只有100V。 基本半導體將標準提高，把反偏電壓設置80%~100%的BV，稱為HVH3TRB。 以碳化矽MOSFET為例，測試原理圖如下： 在測試中，需持續監測MOSFET源極-漏極的漏電流。 試驗前後都要電應力測試，如器件靜態參數測試結果超出規定範圍，則判定為失效。 04 TC TC（Temperature Cycling）測試主要用於驗證器件封裝結構和材料的完整性。 綁定線、焊接材料及樹脂材料受到熱應力均存在老化和失效的風險。 溫度循環測試把被測對象放入溫箱中，溫度在-55°C到150°C之間循環（H等級），這個過程是對封裝材料施加熱應力，評估器件內部各種不同材質在熱脹冷縮作用下的界面完整性; 此項目標準對碳化矽功率模塊而言很苛刻。 以碳化矽MOSFET為例，測試原理圖如下： 試驗前後都要進行電應力測試，如器件靜態參數測試結果超出規定範圍，則判定為失效，並需檢查封裝外觀是否發生異常。 05 AC 以碳化矽MOSFET為例，測試原理圖如下： 試驗前後都要進行電應力測試，如器件靜態參數測試結果超出規定範圍，則判定為失效，並需檢查封裝外觀是否發生異常。 06 IOL 以碳化矽MOSFET為例，測試原理圖如下： 試驗前後同樣都要進行電應力測試，如器件靜態參數測試結果超出規定範圍，則判定為失效，並需檢查封裝外觀是否發生異常。 07 結 語 基本半導體將持續以零缺陷為目標，不斷改進科學嚴格的質量控制方法，精進技術與產品質量，持續為光伏儲能、電動汽車、軌道交通、工業控制、智能電網等行業客戶提供更高性能、更可靠的產品和服務。 |
