半导体器件老化筛选方法

2023-08-08 16:03

1、常温静态功率老化

常温静态功率老化就是使器件处在室温下老化。半导体的PN结处于正偏导通状态，器件老化所需要的热应力，是由器件本身所消耗的功率转换而来的。由于器件在老化过程中受到电、热的综合作用，器件内部的各种物理、化学反应过程被加速，促使其潜在缺陷提前暴露，从而把有缺陷的器件剔除。这种老化方法无需高温设备，操作也很简便，因此被普遍采用。在器件的安Q全范围内，适当加大老化功率（提高器件结温)可以收到更好的老化效果，并且可以缩短老化时间。

2、高温静态功率老化

高温静态功率老化的加电方式及试验电路形式均与常温静态功率老化相同，区别在于前者在较高的环境温度下进行。由于器件处在较高的环境温度下进行老化，集成电路的结温就可达到很高的温度。因此，一般说来，集成电路的高温静态功率老化效果比常温静态功率老化要好。

我国电子元器件标准中明确规定集成电路要进行高温静态功率老化，具体条件是:在产品标准规定的额定电源电压、额定负载、信号及线路下进行老化。老化条件是：125±3℃，168 h (可根据需要确定)。老化过程中至少每8 h监测一次。

高温反偏老化

在高温反偏老化中，器件的PN结被同时加上高温环境应力和反向偏压电应力，器件内部无电流或仅有微小的电流通过，几乎不消耗功率。这种老化方法对剔除具有表面效应缺陷的早期失效器件特别有效，因而在一些反向应用的半导体器件老化中得到广泛的应用。

高温动态老化

高温动态老化主要用于数字器件，这种老化方法是在被老化器件的输入端由脉冲信号驱动，使器件不停地处于翻转状态。这种老化方法很接近器件的实际使用状态。

高温动态老化有两种基本试验电路：串联开关和并联开关试验电路。

串联开关试验电路又称“环开分计数器”电路。其特点是：把全部受试器件的输出输入端串联起来，组成一个环形计数电路。由于前级的输出就是后级的输入，即后极就是前极的负载，这就无须外加激励信号和外加负载，故设备简单，容易实现。缺点是任一被试器件失效，都会使整个环形系统停止工作，使试验中。直到换上新的试验电路或短接有问题的器件，试验才恢复正常。

并联开关试验电路的特点是：被测器件与激励电源相并联，因此每个被试器件都能单独由外加的开关电压来驱动，每个被试器件的输出端均可接，模拟zui大值的负载，从而克服了串联开关老化的缺点。

高温动态老化的试验条件一般是在*高额定工作温度和zui高额定工作电压下老化168~ 240 h。例如，民用器件通常为几小时，军J用高可靠性器件可选择100~168 h，宇航级器件可选择240 h甚至更长的周期。

原文标题 : 半导体器件老化筛选方法