SiC JBS器件的高温高湿反偏应力损伤表征方法技术

本发明专利技术公开了一种SiC JBS器件的高温高湿反偏应力损伤表征方法，包括：测量第一SiC JBS二极管的初始电学特性参数、初始噪声特性参数；对第一SiC JBS二极管在预设温度、预设湿度、预设反向偏压条件下暴露预设时间得到第二SiC JBS二极管；测量第二SiC JBS二极管的电学特性参数、噪声特性参数；得到电学特性参数漂移程度；得到噪声特性参数漂移程度。本发明专利技术可以更加敏感且全面地反映经过高温高湿反偏应力环境下应力后SiC JBS二极管的损伤程度。

【技术实现步骤摘要】
SiCJBS器件的高温高湿反偏应力损伤表征方法
本专利技术属于微电子
，具体涉及一种SiCJBS器件的高温高湿反偏应力损伤表征方法。
技术介绍
因SiCJBS(Schottky，肖特基二极管)二极管优越的性能使得其工作环境复杂多样，不仅能应用在一般的电力电子系统中，还可应用在空间技术、核能、风能和军用武器等国家重大工程建设中，相对于Si基器件，SiCJBS二极管的工作环境更加严苛。SiCJBS二极管在应用过程中，可能会经历强热、强电、强辐射等工作环境，使电子元器件在内部某些位置发生各种化学或物理的变化及效应。这些内在的机制会对SiCJBS二极管的正常工作构成威胁，造成器件性能退化与失效，这就要求SiCJBS二极管应具备更强的可靠性，因此对其可靠性的研究具有重要的意义。国内外对SiCJBS二极管的可靠性研究颇多，多个相关专利报道了SiCJBS二极管的可靠性问题，比如高温高湿反偏应力下的可靠性，而对SiCJBS二极管可靠性的表征研究却比较少，大部分器件可靠性采用电参数表征，在某些应用环境下，该方法不是很有效。2018年VDEVERLAGGMBH·Berlin·Offenbach团队对1.2kv的SiCJBS二极管在高温高湿反偏应力下的可靠性进行了研究。该研究提出了一项灵活的评估H3TRB(高温高湿反偏测试台)可靠性的测试方法，测试的反向偏压设置在80％的额定阻塞电压。将多个1.2kv的SiCJBS器件放置在标准的H3TRB测试室，并在HV-H3TRB条件下暴露：85℃±2℃、85％RH±5和960VDC反向偏压。经过1000小时的压力测试，没有发现任何器件的故障或物理退化，直到2500小时的应力后才被检测到第一次故障，确认了这些器件在恶劣条件下户外工作的可靠性。同年，ChristianZorn，FelixHoffmann等人评估了650V的SiCJBS二极管在高温高湿反偏应力下的可靠性。该文献对多个TO247封装的650V的SiCJBS二极管进行了H3TRB测试。结果表明，4000小时的测试过程中没有一个器件发生故障，并且在中间测试时间的阻塞曲线测量期间，十六个器件中只有两个发生故障，这比目前许多硅器件的性能要好得多。虽然国内外已有很多的JBS二极管噪声的研究案例，但是如何能够更加敏感、全面地表征SiCJBS二极管的损伤程度成为亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种SiCJBS器件的高温高湿反偏应力损伤表征方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种SiCJBS器件的高温高湿反偏应力损伤表征方法，包括：获取表面完整的第一SiCJBS二极管；测量所述第一SiCJBS二极管的初始电学特性参数；测量所述第一SiCJBS二极管的初始噪声特性参数；对所述第一SiCJBS二极管在预设温度、预设湿度、预设反向偏压条件下暴露预设时间，得到第二SiCJBS二极管；测量所述第二SiCJBS二极管的电学特性参数；测量所述第二SiCJBS二极管的噪声特性参数；根据所述第一SiCJBS二极管的初始电学特性参数和所述第二SiCJBS二极管的电学特性参数得到电学特性参数漂移程度；根据所述第一SiCJBS二极管的初始噪声特性参数和所述第二SiCJBS二极管的噪声特性参数得到噪声特性参数漂移程度。在本专利技术的一个实施例中，获取表面完整的第一SiCJBS二极管，包括：获取所述第一SiCJBS二极管；检查所述第一SiCJBS二极管的外表面，得到表面完整的所述第一SiCJBS二极管。在本专利技术的一个实施例中，测量所述第一SiCJBS二极管的初始电学特性参数，包括：测量得到所述第一SiCJBS二极管的正向压降、反向漏电流、反向击穿电压。在本专利技术的一个实施例中，测量所述第一SiCJBS二极管的初始噪声特性参数，包括：测量所述第一SiCJBS二极管的噪声；根据所述第一SiCJBS二极管的噪声得到所述第一SiCJBS二极管的噪声幅值。在本专利技术的一个实施例中，对所述第一SiCJBS二极管在预设温度、预设湿度、预设反向偏压条件下暴露预设时间，得到第二SiCJBS二极管，包括：在温度为85℃±2℃、湿度为85％RH±5、反向偏压为80％VRRM的条件下暴露168小时，得到第二SiCJBS二极管。在本专利技术的一个实施例中，测量所述第二SiCJBS二极管的电学特性参数，包括：测量得到所述第二SiCJBS二极管的正向压降、反向漏电流、反向击穿电压。在本专利技术的一个实施例中，测量所述第二SiCJBS二极管的噪声特性参数，包括：测量所述第二SiCJBS二极管的噪声；根据所述第二SiCJBS二极管的噪声得到所述第二SiCJBS二极管的噪声幅值。在本专利技术的一个实施例中，根据所述第一SiCJBS二极管的初始电学特性参数和所述第二SiCJBS二极管的电学特性参数得到电学特性参数漂移程度，包括：根据所述第一SiCJBS二极管的正向压降和所述第二SiCJBS二极管的正向压降得到所述正向压降的漂移程度；或/和，根据所述第一SiCJBS二极管的反向漏电流和所述第二SiCJBS二极管的反向漏电流得到所述反向漏电流的漂移程度；或/和，根据所述第一SiCJBS二极管的反向击穿电压和所述第二SiCJBS二极管的反向击穿电压得到所述反向击穿电压的漂移程度。在本专利技术的一个实施例中，根据所述第一SiCJBS二极管的初始噪声特性参数和所述第二SiCJBS二极管的噪声特性参数得到噪声特性参数漂移程度，包括：根据所述第一SiCJBS二极管的噪声幅值和所述第二SiCJBS二极管的噪声幅值得到所述噪声幅值的漂移程度。本专利技术的有益效果：本专利技术选用噪声特性参数漂移程度结合电学特性参数漂移程度来表征SiCJBS二极管在高温高湿反偏应力环境下的可靠性，这样可以更加敏感且全面地反映经过高温高湿反偏应力环境下应力后SiCJBS二极管的损伤程度，对研究JBS器件的可靠性问题具有指导意义。以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种SiCJBS器件的高温高湿反偏应力损伤表征方法的流程示意图；图2的(a)-(c)是本专利技术实施例提供的高温高湿反偏试验前后的不同晶圆片上不同第一SiCJBS二极管的正向压降的关系示意图；图3的(a)-(c)是本专利技术实施例提供的高温高湿反偏试验前后的不同晶圆片上不同第一SiCJBS二极管的反向漏电流的关系示意图；图4的(a)-(c)是本专利技术实施例提供的高温高湿反偏试验前后的不同晶圆片上不同第一SiCJBS二极管的反向击穿电压的关系示意图；图5是本专利技术实施例提供的高温高湿反偏前后不同偏置电流的SiCJBS二极管的1/f噪声功率谱的示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种高温高湿反偏试验前后同一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SiC JBS器件的高温高湿反偏应力损伤表征方法，其特征在于，包括：/n获取表面完整的第一SiC JBS二极管；/n测量所述第一SiC JBS二极管的初始电学特性参数；/n测量所述第一SiC JBS二极管的初始噪声特性参数；/n对所述第一SiC JBS二极管在预设温度、预设湿度、预设反向偏压条件下暴露预设时间，得到第二SiC JBS二极管；/n测量所述第二SiC JBS二极管的电学特性参数；/n测量所述第二SiC JBS二极管的噪声特性参数；/n根据所述第一SiC JBS二极管的初始电学特性参数和所述第二SiC JBS二极管的电学特性参数得到电学特性参数漂移程度；/n根据所述第一SiC JBS二极管的初始噪声特性参数和所述第二SiC JBS二极管的噪声特性参数得到噪声特性参数漂移程度。/n

【技术特征摘要】
1.一种SiCJBS器件的高温高湿反偏应力损伤表征方法，其特征在于，包括：
获取表面完整的第一SiCJBS二极管；
测量所述第一SiCJBS二极管的初始电学特性参数；
测量所述第一SiCJBS二极管的初始噪声特性参数；
对所述第一SiCJBS二极管在预设温度、预设湿度、预设反向偏压条件下暴露预设时间，得到第二SiCJBS二极管；
测量所述第二SiCJBS二极管的电学特性参数；
测量所述第二SiCJBS二极管的噪声特性参数；
根据所述第一SiCJBS二极管的初始电学特性参数和所述第二SiCJBS二极管的电学特性参数得到电学特性参数漂移程度；
根据所述第一SiCJBS二极管的初始噪声特性参数和所述第二SiCJBS二极管的噪声特性参数得到噪声特性参数漂移程度。


2.根据权利要求1所述的高温高湿反偏应力损伤表征方法，其特征在于，获取表面完整的第一SiCJBS二极管，包括：
获取所述第一SiCJBS二极管；
检查所述第一SiCJBS二极管的外表面，得到表面完整的所述第一SiCJBS二极管。


3.根据权利要求1所述的高温高湿反偏应力损伤表征方法，其特征在于，测量所述第一SiCJBS二极管的初始电学特性参数，包括：
测量得到所述第一SiCJBS二极管的正向压降、反向漏电流、反向击穿电压。


4.根据权利要求1所述的高温高湿反偏应力损伤表征方法，其特征在于，测量所述第一SiCJBS二极管的初始噪声特性参数，包括：
测量所述第一SiCJBS二极管的噪声；
根据所述第一SiCJBS二极管的噪声得到所述第一SiCJBS二极管的噪声幅值。


5.根据权利要求1所述的高温高湿反偏应力损伤表征方法，其特征在于，对所述第一SiCJBS二极管在预设温度、预...

【专利技术属性】
技术研发人员：游海龙，李文臻，曲程，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，西安电子科技大学芜湖研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61