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功率半導(dǎo)體器件在眾多關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域扮演著核心角色，尤其是在新能源汽車的迅猛發(fā)展背景下，其市場需求迎來了爆炸性增長。與傳統(tǒng)消費(fèi)電子市場相比，汽車級(jí)功率半導(dǎo)體器件工作在更高的結(jié)溫、承受更大的功率密度和更高的開關(guān)頻率，加之更為嚴(yán)酷的使用環(huán)境，器件的可靠性成為了一個(gè)尤為關(guān)鍵的考量點(diǎn)。

在功率器件的耐久性測試中，靜態(tài)HTXB（高溫偏置）試驗(yàn)對(duì)于發(fā)現(xiàn)功率模塊的潛在缺陷和驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)可靠性極為關(guān)鍵。

測試原理解析

HTRB（高溫反偏試驗(yàn)）

HTRB試驗(yàn)主要針對(duì)芯片的鈍化層、鈍化結(jié)構(gòu)以及邊緣密封等潛在薄弱點(diǎn)進(jìn)行檢測。試驗(yàn)聚焦于離子污染物在溫度和電場作用下的遷移，這種遷移可能導(dǎo)致表面電荷增加、漏電流增大以及閾值電壓退化。此外，模塊組裝過程和材料的熱膨脹系數(shù)（CTE）差異也可能對(duì)鈍化層的完整性造成重大影響，進(jìn)而使模塊更易受到外部污染物的侵蝕，引起漏電流的增加。

H3TRB（高溫高濕反偏試驗(yàn)）

H3TRB試驗(yàn)進(jìn)一步考察了整個(gè)模塊結(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)，包括功率半導(dǎo)體芯片的內(nèi)在缺陷。鑒于多數(shù)模塊并非完全密封，芯片和連接線通常嵌入在吸濕性硅膠中，長期暴露可能使?jié)駳鉂B透至鈍化層。在濕度作用下，電壓負(fù)荷對(duì)鈍化層結(jié)構(gòu)及邊緣密封產(chǎn)生不同影響，同時(shí)，污染物也可能通過水分遷移至關(guān)鍵區(qū)域。此外，與生產(chǎn)相關(guān)的離子污染物在溫度和電場作用下的遷移，熱機(jī)械應(yīng)力以及與半導(dǎo)體芯片的相互作用，均可能導(dǎo)致漏電流的增加。

HTGB（高溫柵偏試驗(yàn)）

HTGB試驗(yàn)旨在驗(yàn)證柵極連接半導(dǎo)體器件在電負(fù)荷和熱負(fù)荷長期作用下的綜合性效應(yīng)，評(píng)估柵極介電層的完整性及半導(dǎo)體/介電邊界層的狀況，以及可動(dòng)離子對(duì)半導(dǎo)體的潛在污染。該試驗(yàn)通過模擬加速工作狀態(tài)下的模塊，用于器件的品質(zhì)鑒定和可靠性監(jiān)控。

表1 AQG324 HTXB測試條件及設(shè)備能力

通過這些細(xì)致入微的測試，可以確保功率半導(dǎo)體器件在新能源汽車等高壓、高溫、高可靠性要求的應(yīng)用中，發(fā)揮出最佳性能，并保障長期的穩(wěn)定運(yùn)行。

金凱博碳化硅SiC車規(guī)級(jí)動(dòng)態(tài)可靠性測試系統(tǒng)具有80個(gè)測試通道、每個(gè)通道獨(dú)立控制；實(shí)時(shí)保存測試結(jié)果，生成測試報(bào)告；具有防燙、過流、過壓保護(hù)；支持?jǐn)U展外接標(biāo)準(zhǔn)儀表等眾多優(yōu)勢性能。并具有高溫高壓高頻高精度脈沖源：dv/dt>50v/ns、頻率50KHz；高精度測試：電流分辨率10pA，電壓分辨率100nV；多參數(shù)測量：Vsd電壓、Vgsth電壓、Rds電阻、lgss漏電流、ldss漏電流、溫度，功能完備并有可擴(kuò)展性。