為什么要對(duì)半導(dǎo)體做加速測(cè)試

大多數(shù)半導(dǎo)體器件的壽命在正常使用下可超過(guò)很多年。但我們不能等到若干年后再研究器件；我們必須增加施加的應(yīng)力。施加的應(yīng)力可增強(qiáng)或加快潛在的故障機(jī)制，幫助找出根本原因，并幫助企業(yè)采取措施防止故障模式。

在半導(dǎo)體器件中，常見(jiàn)的一些加速因子為溫度、濕度、電壓和電流。在大多數(shù)情況下，加速測(cè)試不改變故障的物理特性，但會(huì)改變觀察時(shí)間。加速條件和正常使用條件之間的變化稱(chēng)為“降額”。

高加速測(cè)試是基于 JEDEC 的資質(zhì)認(rèn)證測(cè)試的關(guān)鍵部分。以下測(cè)試反映了基于 JEDEC 規(guī)范 JEP47 的高加速條件。如果產(chǎn)品通過(guò)這些測(cè)試，則表示器件能用于大多數(shù)使用情況。

溫度循環(huán)

根據(jù) JED22-A104 標(biāo)準(zhǔn)，溫度循環(huán) (TC) 讓部件經(jīng)受極端高溫和低溫之間的轉(zhuǎn)換。進(jìn)行該測(cè)試時(shí)，將部件反復(fù)暴露于這些條件下經(jīng)過(guò)預(yù)定的循環(huán)次數(shù)。

高溫工作壽命 (HTOL)

HTOL 用于確定高溫工作條件下的器件可靠性。該測(cè)試通常根據(jù) JESD22-A108 標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行。

溫濕度偏壓高加速應(yīng)力測(cè)試 (BHAST)

根據(jù) JESD22-A110 標(biāo)準(zhǔn)，THB 和 BHAST 讓器件經(jīng)受高溫高濕條件，同時(shí)處于偏壓之下，其目標(biāo)是讓器件加速腐蝕。THB 和 BHAST 用途相同，但 BHAST 條件和測(cè)試過(guò)程讓可靠性團(tuán)隊(duì)的測(cè)試速度比 THB 快得多。

熱壓器/無(wú)偏壓 HAST

熱壓器和無(wú)偏壓 HAST 用于確定高溫高濕條件下的器件可靠性。與 THB 和 BHAST 一樣，它用于加速腐蝕。不過(guò)，與這些測(cè)試不同，不會(huì)對(duì)部件施加偏壓。

高溫貯存

HTS（也稱(chēng)為“烘烤”或 HTSL）用于確定器件在高溫下的長(zhǎng)期可靠性。與 HTOL 不同，器件在測(cè)試期間不處于運(yùn)行條件下。

靜電放電 (ESD)

靜電荷是靜置時(shí)的非平衡電荷。通常情況下，它是由絕緣體表面相互摩擦或分離產(chǎn)生；一個(gè)表面獲得電子，而另一個(gè)表面失去電子。其結(jié)果是稱(chēng)為靜電荷的不平衡的電氣狀況。

當(dāng)靜電荷從一個(gè)表面移到另一個(gè)表面時(shí)，它便成為靜電放電 (ESD)，并以微型閃電的形式在兩個(gè)表面之間移動(dòng)。

當(dāng)靜電荷移動(dòng)時(shí)，就形成了電流，因此可以損害或破壞柵極氧化層、金屬層和結(jié)。

JEDEC 通過(guò)兩種方式測(cè)試 ESD：

1.人體放電模型 (HBM)

一種組件級(jí)應(yīng)力，用于模擬人體通過(guò)器件將累積的靜電荷釋放到地面的行為。

2.帶電器件模型 (CDM)

一種組件級(jí)應(yīng)力，根據(jù) JEDEC JESD22-C101 規(guī)范，模擬生產(chǎn)設(shè)備和過(guò)程中的充電和放電事件。