[發明專利]SiC JBS器件的高溫高濕反偏應力損傷表征方法

在審

• 申請號: 202010733221.5
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN112051495A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 游海龍;李文臻;曲程
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;西安電子科技大學蕪湖研究院
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;H01L29/872;H01L29/16
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李園園

本發明公開了一種SiC JBS器件的高溫高濕反偏應力損傷表征方法，包括：測量第一SiC JBS二極管的初始電學特性參數、初始噪聲特性參數；對第一SiC JBS二極管在預設溫度、預設濕度、預設反向偏壓條件下暴露預設時間得到第二SiC JBS二極管；測量第二SiC JBS二極管的電學特性參數、噪聲特性參數；得到電學特性參數漂移程度；得到噪聲特性參數漂移程度。本發明可以更加敏感且全面地反映經過高溫高濕反偏應力環境下應力后SiC JBS二極管的損傷程度。

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，具體涉及一種SiC JBS器件的高溫高濕反偏應力損傷表征方法。

背景技術

因SiC JBS(Schottky，肖特基二極管)二極管優越的性能使得其工作環境復雜多樣，不僅能應用在一般的電力電子系統中，還可應用在空間技術、核能、風能和軍用武器等國家重大工程建設中，相對于Si基器件，SiC JBS二極管的工作環境更加嚴苛。SiC JBS二極管在應用過程中，可能會經歷強熱、強電、強輻射等工作環境，使電子元器件在內部某些位置發生各種化學或物理的變化及效應。這些內在的機制會對SiC JBS二極管的正常工作構成威脅，造成器件性能退化與失效，這就要求SiC JBS二極管應具備更強的可靠性，因此對其可靠性的研究具有重要的意義。

國內外對SiC JBS二極管的可靠性研究頗多，多個相關專利報道了SiC JBS二極管的可靠性問題，比如高溫高濕反偏應力下的可靠性，而對SiC JBS二極管可靠性的表征研究卻比較少，大部分器件可靠性采用電參數表征，在某些應用環境下，該方法不是很有效。

2018年VDE VERLAG GMBH·Berlin·Offenbach團隊對1.2kv的SiC JBS二極管在高溫高濕反偏應力下的可靠性進行了研究。該研究提出了一項靈活的評估H3TRB(高溫高濕反偏測試臺)可靠性的測試方法，測試的反向偏壓設置在80％的額定阻塞電壓。將多個1.2kv的SiC JBS器件放置在標準的H3TRB測試室，并在HV-H3TRB條件下暴露：85℃±2℃、85％RH±5和960V DC反向偏壓。經過1000小時的壓力測試，沒有發現任何器件的故障或物理退化，直到2500小時的應力后才被檢測到第一次故障，確認了這些器件在惡劣條件下戶外工作的可靠性。

同年，Christian Zorn，Felix Hoffmann等人評估了650V的SiC JBS二極管在高溫高濕反偏應力下的可靠性。該文獻對多個TO247封裝的650V的SiC JBS二極管進行了H3TRB測試。結果表明，4000小時的測試過程中沒有一個器件發生故障，并且在中間測試時間的阻塞曲線測量期間，十六個器件中只有兩個發生故障，這比目前許多硅器件的性能要好得多。

雖然國內外已有很多的JBS二極管噪聲的研究案例，但是如何能夠更加敏感、全面地表征SiC JBS二極管的損傷程度成為亟待解決的問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種SiC JBS器件的高溫高濕反偏應力損傷表征方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種SiC JBS器件的高溫高濕反偏應力損傷表征方法，包括：

獲取表面完整的第一SiC JBS二極管；

測量所述第一SiC JBS二極管的初始電學特性參數；

測量所述第一SiC JBS二極管的初始噪聲特性參數；

對所述第一SiC JBS二極管在預設溫度、預設濕度、預設反向偏壓條件下暴露預設時間，得到第二SiC JBS二極管；

測量所述第二SiC JBS二極管的電學特性參數；

測量所述第二SiC JBS二極管的噪聲特性參數；