電子元器件可靠性HTRB-HTGB介紹

HTRB&HTGB

可靠性壽命測試解讀測試介紹壽命計(jì)算異常判定實(shí)驗(yàn)中斷處理各標(biāo)準(zhǔn)的比較業(yè)界供應(yīng)商測試條件建議測試電路測試制定by

ECMEContent一、HTRB目的：考核產(chǎn)品加上反向偏置到測試樣品的主功耗結(jié)，使器件工作在或者靠近最大額定擊穿電壓和/或電流水平的靜態(tài)工作模式，在線性工作區(qū)域下找出器件的偏壓下影響影響固態(tài)器件工作溫度的影響，從而預(yù)估器件長期工作的失效率。業(yè)界普遍的測試條件：150℃(或使結(jié)溫等于額定值)，80%BVdssRatingCheckpoint:0/168/500/1000hrs失效機(jī)理：高溫下芯片由於應(yīng)力作用(溫度和電壓)表面和內(nèi)部的雜質(zhì)加速反應(yīng)，暴漏出PN結(jié)的非完整性、晶片的缺陷及離子污染等級(jí)，使在兩個(gè)或是多個(gè)PN結(jié)之間形成大的漏電流適用料件：AllDiscreteDevice可能的實(shí)失效點(diǎn)：

Junction/Termination、foreignmaterials、polar/ioniccontaminants一、HTGB目的：考核產(chǎn)品對(duì)柵級(jí)偏壓或者零件樣品的其他氧化物加上偏壓，使器件工作在或者靠近氧化物最大額定擊穿電壓水平的靜態(tài)工作模式，在線性工作區(qū)域下找出柵極偏壓對(duì)器件和柵氧化層緻密度的影響，從而預(yù)估器件長期工作的失效率。業(yè)界普遍的測試條件：150℃(或使結(jié)溫等于額定值)，100%VgsRating；Checkpoint:0/168/500/1000hrs失效機(jī)理：高溫下芯片由於應(yīng)力作用(溫度和電壓)，表面和內(nèi)部的雜質(zhì)加速反應(yīng)，暴漏出柵極氧化層或是其他氧化物的氧化層的非完整性及離子污染等級(jí)，使在兩柵極氧化層或是其他氧化物的氧化層形成大的漏電流適用料件：MOSFET可能的失效點(diǎn)(GateOxide)：

thicknessvariation、structureanomaliesparticulateintheoxide、mobileions二、壽命計(jì)算---活化能的選取二、壽命計(jì)算---活化能的選?。ɡm(xù)）高溫反偏

（HTRB）

Diode（活化能估計(jì)為0.72eV）

BJT（活化能估計(jì)為0.5eV）

MOSFET（活化能估計(jì)為0.75eV）

Remark：僅限於Si半導(dǎo)體材料的器件Remark：AFt：溫度加速因子N：測試樣品數(shù)量H：測試時(shí)間X2：信賴水準(zhǔn)Λ：失效率MTTF：平均故障間隔二、壽命計(jì)算---Thechi-squarevalueχ2二、HTRB壽命計(jì)算--1/3Diode參數(shù)漂移以95%信賴水準(zhǔn)為基準(zhǔn)

（χ2=5.99）以正常使用80℃（353K），加速至125℃（398K）活化能0.75eV（Parametricdrift）測試數(shù)量：77pcs測試時(shí)間：1,000hrs失效樣品數(shù)：0pcs參考標(biāo)準(zhǔn):Follow

JESD22-A108加速因子：Aft=exp[0.75/8.623x10-5x(1/353-1/398)]=16.2135816平均故障間隔：MTTF=1/λ=1/[5.99/2x1/(16.21358161x77x1000)]=47.584年BJTBondingwireLift以95%信賴水準(zhǔn)為基準(zhǔn)

（χ2=5.99）以正常使用80℃（353K），加速至125℃（398K）活化能1.26eV（bondingwirelift）測試數(shù)量：77pcs測試時(shí)間：1,000hrs失效樣品數(shù)：0pcs參考標(biāo)準(zhǔn):Follow

JESD22-A108加速因子：Aft=exp[1.26/8.623x10-5x(1/353-1/398)]=107.7945132平均故障間隔：MTTF=1/λ=1/[5.99/2x1/(107.7945132x77x1000)]=316.3635年

二、HTRB壽命計(jì)算--2/3MOSFETGateoxidedefect以95%信賴水準(zhǔn)為基準(zhǔn)

（χ2=5.99）以正常使用80℃（353K），加速至125℃（398K）活化能0.3eV（Gateoxidedefect,fieldoxideedge,gateoxide,thk>25nm）測試數(shù)量：77pcs測試時(shí)間：1,000hrs失效樣品數(shù)：0pcs參考標(biāo)準(zhǔn):Follow

JESD22-A108加速因子：Aft=exp[0.3/8.623x10-5x(1/353-1/398)]=3.047555228平均故障間隔：MTTF=1/λ=1/[5.99/2x1/(3.047555228x77x1000)]=8.944年

二、HTGB壽命計(jì)算--3/3三、異常判定1.功能性應(yīng)用需要滿足2.電性參數(shù)需要meetspec.三、試驗(yàn)中斷處理四、試驗(yàn)中斷處理1.JESD22-A108D五、可靠性壽命測試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比2.AEC-Q101-REV-B3.GJB128A-97五、可靠性壽命測試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比（續(xù)）StandarStressAbrvsamplesizeperlot#oflotsAccepton#failedCondition

JESD22-A108HighTemperature

ReverseBiasHTRB≥221or30near,maximum-ratedoxidebreakdownvoltagelevels.HighTemperature

GateBiasHTGBnear,maximum-ratedoxidebreakdownvoltagelevels.AEC-Q101HighTemperature

ReverseBiasHTRB771or3080%ofmaximumbreakdownvoltage

1000hrsHighTemperature

GateBiasHTGB77100%ofmaximumgatevoltage

1000hrsGJB128A-97老煉壽命測試HTRB

80%反向偏置漏源電壓電壓

≥160hrsHTGB

80%柵源電壓電壓

≥48hrs六、業(yè)界供應(yīng)商的執(zhí)行情況（Diode）供應(yīng)商測試項(xiàng)目測試條件測試時(shí)間（小時(shí)）數(shù)量ROHMHTRBTa=TjmaxVr=VrMax100022LRCHTRBTj=150℃,VR=80%VR100077DIODESHTRBT=125℃V=0.8Vr100077FAIRCHILDHTRBTj=150℃,VR=80%VBR1638/100077ONHTRBTa=150℃VR=80%VR100877NXPHTRBTa=125℃,VR=Vrmax1000180/360INFINEONHTRBTj=150℃,VR=80%VBR100077PANJITHTRBTa=100℃V=0.8VB168/50022CHENMKOHTRBTa=100℃V=0.8Vr100022六、業(yè)界供應(yīng)商的執(zhí)行情況（BJT）供應(yīng)商測試項(xiàng)目測試條件測試時(shí)間（小時(shí)）數(shù)量ROHMHTRBTa=Tstgmax.,100%specifiedbias100022LRCHTRBTj=150℃,VCE=80%BVCEO100077DIODESHTRBTemperature:T=150℃,VCE=80%BVCEO100077FAIRCHILDHTRBTemperature:T=150℃,VCE=80%BVCEO100077ONHTRBTemperature:T=150℃,VCE=80%BVCEO100877NXPHTRBTj=Tjmax,Vr=80%ofmax.breakdownvoltage100077INFINEONHTRBTa=150°C,VCB=VCBSmax100077PANJITHTRBTj=150℃,VCE=80%BVCEO16822六、業(yè)界供應(yīng)商的執(zhí)行情況（MOSFET）供應(yīng)商測試項(xiàng)目測試條件測試時(shí)間（小時(shí)）數(shù)量FairchildHTGB150C,100%VGSV100077HTRB150C,80%BiasV100077INFINEONHTGB80%VGSV,T:Tjmax=175°C100077HTRBT:Tjmax=175°C,100%Vdsmax100077IRHTGBTj=maxratedTj,80%ratedVgss100022HTRBTj=maxratedTj,80%ratedVdss100022NIKOHTGB150C,

100%VGSV100077HTRB150C,80%BiasV100077NXPHTGB150C,100%VGSV100080HTRB150C,80%BiasV100080ONHTGBTA=150°C，100%VGSV100884HTRBTA=150°C，80%BiasV100884RENESASHTRBTa=150℃,100%VDSS100022VISHAYHTGBTemp=150°c,Vgs=100%ofVgsmax100082HTRBTemp=150°c,Vds=80%ofVdsmax100082六、業(yè)界供應(yīng)商的執(zhí)行情況（MOSFET）-續(xù)供應(yīng)商測試項(xiàng)目測試條件測試時(shí)間（小時(shí)）數(shù)量AOSHTGBTemp=150°c,Vgs=100%ofVgsmax100045/77HTRBTemp=150°c,Vds=80%ofVdsmax100045/77APECHTGBMax.OperatingTemperature,100%Vgsmax100077HTRBMax.OperatingTemperature,80%Vdsmax10077DIODESHTGBTemp=150°c,Vgs=100%ofVgsmax100077HTRBTemp=150°c,Vds=80%ofVdsmax100077LRCHTGBTj=150℃,100%Vgss100077HTRBTj=150℃,100%Vdss100077PANJITHTGBTj=150℃,100%Vgss168/50022HTRBTj=150℃,100%Vdss168/50022YEASHINHTGBTj=150℃,100%Vgss100077HTRBTj=150℃,100%Vdss100077六、業(yè)界供應(yīng)商的執(zhí)行情況總結(jié)結(jié)論：歐美供應(yīng)商可靠性要求比較嚴(yán)格，以IR、INFINEON測試條件要求最可嚴(yán)格；臺(tái)系、日系可靠性要求稍微遜色，以PANJIT測試條件最為寬鬆；綜合上述供應(yīng)商的測試條件:HTRB：Temp=150°c,Tj=Tjmax,Vr=80%ofmax.breakdownvoltageHTGB：Temp=150°c,Vgs=100%ofVgsmax七、建議測試電路VVHTGBHTRB八、測試標(biāo)準(zhǔn)和等級(jí)制定測試項(xiàng)目測試條件測試數(shù)量（顆）測試時(shí)間（小時(shí)）等級(jí)HTRB80%