高温碳化硅半导体漏电流分析

检测项目

反向偏置漏电流：测量器件在反向偏置电压下，从阴极流向阳极的微小电流，是评估PN结或肖特基结质量的核心指标。

栅极漏电流：测量在栅极施加电压时，流过栅极氧化层的泄漏电流，直接反映栅氧质量和界面态密度。

亚阈值漏电流：评估MOSFET在栅源电压低于阈值电压时，沟道中存在的泄漏电流，关乎器件静态功耗。

高温反向偏置漏电流：在高温环境下进行反向偏置测试，考核温度对载流子激发和漏电机制的影响。

高温栅极应力后漏电流：在高温下对栅极施加恒定电压应力后，测量漏电流的变化，评估栅氧的经时击穿特性。

结温与漏电流关系曲线：测量不同结温下的漏电流值，绘制关系曲线，分析漏电流的热激活能。

动态开关过程中的漏电流：在快速开关瞬态过程中捕捉漏电流的峰值或异常，评估动态损耗和可靠性。

不同偏压点下的漏电流分布：在从零到额定电压的多个偏压点测量漏电流，分析其随电场变化的规律。

器件间漏电流一致性：在同一批次或晶圆上测试多个器件的漏电流，统计其分布，评估工艺均匀性。

长期老化后的漏电流漂移：对器件进行长时间高温工作寿命测试后，复测漏电流，评估其长期稳定性与退化机制。

检测范围

碳化硅肖特基势垒二极管：主要检测其反向恢复特性及高温下的反向漏电流，评估势垒高度的稳定性。

碳化硅MOSFET：全面检测其栅极漏电流、体二极管反向漏电流以及高温下的亚阈值泄漏。

碳化硅JFET：检测栅极-沟道结的反向漏电流，以及高温对沟道电阻和泄漏的影响。

碳化硅IGBT：重点检测集电极-发射极间的阻断漏电流，以及高温下寄生晶闸管的锁定效应相关的泄漏。

碳化硅功率模块：检测模块内部多芯片并联及封装绝缘后的整体泄漏电流，评估封装材料的绝缘性能。

碳化硅晶圆与外延片：通过测试结构测量晶圆本身的泄漏，评估衬底缺陷、外延层质量及表面污染。

栅氧化层测试结构：使用专门的电容或晶体管测试结构，精确表征栅氧的泄漏特性与可靠性。

终端保护结构

：检测器件边缘终端结构（如JTE、场板）的泄漏，评估其电场缓解效果和可靠性。

不同电压等级器件：涵盖从600V到10kV及以上不同耐压等级的碳化硅器件，其漏电机制和测试重点有所不同。

不同封装形式器件：包括TO封装、D2PAK、模块封装等，考虑封装引入的寄生参数和绝缘对漏电测试的影响。

检测方法

直流静态I-V特性测试：使用源测量单元对器件施加缓慢扫描的直流电压，同时精确测量纳安级至皮安级的泄漏电流。

高温环境箱测试：将待测器件置于可编程高温环境箱或热台内，在可控温度下进行漏电流测量。

高阻计/静电计测量法：利用高输入阻抗的静电计直接测量极低漏电流，适用于绝缘电阻和栅极漏电的精确测量。

脉冲式I-V测试：施加短脉冲电压进行测量，减少器件自热效应对测试结果的影响，获得更接近等温条件的数据。

C-V特性辅助分析：通过电容-电压测试分析界面态密度和氧化层电荷，间接推断栅极漏电的潜在原因。

噪声谱分析：测量漏电流的低频噪声谱，通过噪声特征识别具体的缺陷类型和产生-复合中心。

电致发光成像技术：在反向偏压下，通过高灵敏度相机捕捉器件的微弱点发光，定位导致漏电的缺陷或电场集中区域。

热成像分析：利用红外热像仪监测器件在工作时的温度分布，异常热点可能对应局部高泄漏区域。

加速寿命测试与监测

：在高温高场条件下进行加速应力测试，并定期中断以监测漏电流随时间的变化趋势。

TCAD仿真与对比分析

：利用工艺与器件仿真软件建立模型，模拟不同缺陷和工况下的漏电行为，与实测数据对比以定位根本原因。

检测仪器设备

精密半导体参数分析仪

：如Keysight B1500A，集成高分辨率源测量单元，用于高精度直流I-V和脉冲I-V测试。

高阻计/静电计

：如Keysight B2980系列，具备极高的输入阻抗和极低的电流测量下限（飞安级），适合超低漏电测量。

可编程高温环境试验箱

：提供稳定且均匀的高温测试环境，温度范围通常覆盖室温至300°C以上。

探针台与热卡盘

：用于晶圆级测试的探针台，配备可加热的卡盘，能在晶圆上实现高温接触式测量。

高精度源测量单元模块

：作为参数分析仪的核心模块，提供可编程电压/电流源及高精度测量功能。

C-V特性测试仪

：如Keysight B1500A搭配C-V模块，用于测量MOS结构的电容-电压特性，分析界面态。

低噪声前置放大器

：用于放大微弱的漏电流信号或噪声信号，提高信噪比，便于后续采集和分析。

高灵敏度电致发光成像系统

：由高量子效率CCD/EMCCD相机、显微镜和暗箱组成，用于缺陷定位和失效分析。

红外热像仪

：具有高空间分辨率和热灵敏度，用于非接触式测量器件工作时的表面温度分布。

数据采集与自动化测试软件

：控制所有仪器设备，实现测试流程自动化、数据实时记录与分析，并生成报告。

检测流程

1、咨询：提品资料(说明书、规格书等)

2、确认检测用途及项目要求

3、填写检测申请表(含公司信息及产品必要信息)

4、按要求寄送样品(部分可上门取样/检测)

5、收到样品，安排费用后进行样品检测

6、检测出相关数据，编写报告草件，确认信息是否无误

7、确认完毕后出具报告正式件

8、寄送报告原件