芯片開發(fā)流程包括規(guī)格制定、詳細(xì)設(shè)計、HDL編碼、仿真驗證、邏輯綜合、STA、形式驗證、布局規(guī)劃、布線、CTS、寄生參數(shù)提取、版圖物理驗證等步驟。對于半導(dǎo)體企業(yè)，進(jìn)行可靠性試驗是提升產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。本文收集整理了一些資料，期望能對各位讀者有比較大的參閱價值。
在進(jìn)行工業(yè)級產(chǎn)品可靠性驗證時，HTGB、H3TRB、TC、HTRB、AC/PCT、IOL試驗就是驗證器件可靠性的主要項目：
_20230216170630_234.png "芯片開發(fā)環(huán)節(jié)的可靠性測試包括哪幾項?")
HTGB（高溫門極偏置測試）
高溫門極偏置測試是針對碳化硅MOS管的最重要的實驗項目。在高溫環(huán)境下對門極長期施加電壓會促使門極的性能加速老化，且MOSFET的門極長期承受正電壓，或者負(fù)電壓，其門極的門檻值VGSth會發(fā)生漂移。
H3TRB（高壓高溫高濕反偏測試）
AEC-Q101中只有H3TRB這個類別，其缺點是反壓過低，只有100V。主要是針對高溫高電壓環(huán)境下的失效的加速實驗。高濕環(huán)境是對分立器件的封裝樹脂材料及晶片表面鈍化層的極大考驗，樹脂材料是擋不住水汽的，只能靠鈍化層，3種應(yīng)力的施加使早期的缺陷更容易暴露出來；
TC（溫度循環(huán)測試）
綁定線、焊接材料及樹脂材料受到熱應(yīng)力均存在老化和失效的風(fēng)險。溫度循環(huán)測試把被測對象放入溫箱中，溫度在-55℃到150℃之間循環(huán)（H等級），這個過程是對封裝材料施加熱應(yīng)力，評估器件內(nèi)部各種不同材質(zhì)在熱脹冷縮作用下的界面完整性；此項目標(biāo)準(zhǔn)對碳化硅功率模塊而言很苛刻，尤其是應(yīng)用于汽車的模塊。
HTRB（高溫反偏測試）
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(yīng)力相關(guān)的缺陷，這些缺陷通常是鈍化層的可移動離子或溫度驅(qū)動的雜質(zhì)。半導(dǎo)體器件對雜質(zhì)高度敏感，制造過程中有可能引入雜質(zhì)，雜質(zhì)在強電場作用下會呈現(xiàn)加速移動或擴散現(xiàn)象，最終雜質(zhì)將擴散至半導(dǎo)體內(nèi)部導(dǎo)致失效。同樣的晶片表面鈍化層損壞后，雜質(zhì)可能遷移到晶片內(nèi)部導(dǎo)致失效。
HTRB試驗可以使這些失效加速呈現(xiàn)，排查出異常器件。半導(dǎo)體器件在150℃的環(huán)境溫箱里被施加80%的反壓，會出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。如果在1000小時內(nèi)漏電參數(shù)未超出規(guī)格底線，且保持穩(wěn)定不發(fā)生變化，說明器件設(shè)計和封裝組合符合標(biāo)準(zhǔn)。
AC/PCT（高溫蒸煮測試）
高溫蒸煮測試是把被測對象放進(jìn)高溫高濕高氣壓的環(huán)境中，考驗晶片鈍化層的優(yōu)良程度及樹脂材料的性能。被測對象處于凝露高濕氣氛中，且環(huán)境中氣壓較高，濕氣能進(jìn)入封裝內(nèi)部，可能出現(xiàn)分層、金屬化腐蝕等缺陷。
IOL（間歇工作壽命測試）
間歇工作壽命測試是一種功率循環(huán)測試，將被測對象置于常溫環(huán)境Ta=25℃，通入電流使其自身發(fā)熱結(jié)溫上升，且使Tj≧100℃，等其自然冷卻至環(huán)境溫度，再通入電流使其結(jié)溫上升，不斷循環(huán)反復(fù)。此測試可使被測對象不同物質(zhì)結(jié)合面產(chǎn)生應(yīng)力，可發(fā)現(xiàn)綁定線與鋁層的焊接面斷裂、芯片表面與樹脂材料的界面分層、綁定線與樹脂材料的界面分層等缺陷。對于材質(zhì)多且材質(zhì)與材質(zhì)接觸面比較多的模塊，此通過此項目難度較高。
以上每種可靠性試驗都對應(yīng)著某種失效模式，可歸納為環(huán)境試驗、壽命試驗、篩選試驗、現(xiàn)場使用試驗、鑒定試驗五大類，是根據(jù)環(huán)境條件、試驗項目、試驗?zāi)康摹⒃囼炐再|(zhì)的不同，試驗方法的不同分類。
可靠性試驗?zāi)康脑谟诎l(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計、材料、工藝等方面的各種缺陷，經(jīng)分析和改進(jìn)，使產(chǎn)品可靠性逐步得到增長，最終達(dá)到預(yù)定的可靠性水平；為改善產(chǎn)品的戰(zhàn)備完好性、提高任務(wù)成功率、減少維修費用提供信息；確認(rèn)是否符合規(guī)定的可靠性定量要求。那么今天的內(nèi)容就分享到這里了，如果覺得內(nèi)容對您有幫助的話，歡迎關(guān)注創(chuàng)芯檢測，我們將為您提供更多行業(yè)資訊！
