隨著科技的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體行業(yè)也在不斷追求更高的性能、更低的能耗和更小的體積。在這個過程中，碳化硅（SIC）作為一種新型材料，逐漸成為了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。然而，SIC器件“高壓運(yùn)行與快速開關(guān)”相結(jié)合的固有工作模式下動態(tài)應(yīng)力下缺陷觸發(fā)技術(shù)一直是一個難題，這也成為了制約第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。廣電計量集成電路測試與分析研究所展開SiC器件的柵極氧化層可靠性及動態(tài)應(yīng)力下缺陷觸發(fā)技術(shù)研究，賦能第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
SiC器件失效機(jī)制研究，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)如何迎頭趕上
近年來，國際大廠對SiC器件失效機(jī)理進(jìn)行了深入分析，不斷開發(fā)新試驗用于測試基于SiC功率半導(dǎo)體器件固有的運(yùn)行模式，同時改進(jìn)其他硅基半導(dǎo)體功率器件試驗以滿足SiC固有的要求，了解新的潛在失效機(jī)制。目前國內(nèi)對于這方面研究還處于起步階段。
目前，集成電路測試與分析實驗室滿足硅基器件驗證（如AEC-Q101）的市場需求，但隨著第三代半導(dǎo)體廠商的快速成長，逐漸關(guān)注SiC器件潛在失效機(jī)制的驗證、失效率及壽命的評估。如模塊車規(guī)驗證標(biāo)準(zhǔn)AQG 324更新了2021版本，增加SiC Mosfet模塊驗證內(nèi)容，但對于動態(tài)應(yīng)力下SiC器件缺陷觸發(fā)實現(xiàn)沒有提及。隨著第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，市場上涌現(xiàn)很多競爭對手，如何保持廣電計量在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的檢測優(yōu)勢，需要深入研究SiC器件的失效機(jī)制，建立SiC器件檢測核心優(yōu)勢，助力國內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
突破核心技術(shù)，構(gòu)筑SiC器件檢測核心優(yōu)勢
為解決制約第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)材料自主可控與產(chǎn)業(yè)化，使產(chǎn)品性能達(dá)到國際優(yōu)秀水平，廣電計量集成電路測試與分析研究所對SiC器件進(jìn)行深入分析，開展了SiC器件的柵極氧化層可靠性及動態(tài)應(yīng)力下缺陷觸發(fā)技術(shù)的研究。經(jīng)技術(shù)攻關(guān)，建立了一套完善準(zhǔn)確的檢測方法和SiC mosfet閾值電壓測試系統(tǒng)，實現(xiàn)SiC器件失效率與應(yīng)力壽命的評估及高壓運(yùn)行與快速開關(guān)相結(jié)合的固有工作模式下缺陷觸發(fā)驗證試 驗，建立了動態(tài)柵偏、動態(tài)反偏、動態(tài)高溫高濕反偏試驗系統(tǒng)（H3TRB）試驗以及柵極氧化層壽命評估試驗?zāi)芰Α?/p>
目前，該項技術(shù)已向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請發(fā)明專項4項，發(fā)表論文1篇。技術(shù)成果已為國內(nèi)數(shù)十家元器件廠商提供了技術(shù)服務(wù)，贏得了眾多客戶信賴與認(rèn)可。
助力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
該項目研究建立的SiC器件失效率與應(yīng)力壽命的評估及高壓運(yùn)行與快速開關(guān)相結(jié)合的固有工作模式下缺陷觸發(fā)驗證試驗?zāi)芰?，突破了SiC器件特殊檢測需求，在SiC檢測領(lǐng)域構(gòu)筑了全面的技術(shù)能力，對于器件性能評測，指導(dǎo)優(yōu)化制造工藝具有非常重要的作用和實際意義，能為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新提供優(yōu)質(zhì)的質(zhì)量與可靠性技術(shù)服務(wù)，助力我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
集成電路測試與分析研究所
廣電計量集成電路測試與分析研究所擁有各類高精尖分析儀器和專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊，以技術(shù)開拓市場，長期致力于元器件篩選及失效分析技術(shù)領(lǐng)域的科研和咨詢服務(wù)，構(gòu)建了包括元器件國產(chǎn)化驗證與競品分析、集成電路測試與工藝評價、半導(dǎo)體功率器件質(zhì)量提升工程、車規(guī)級芯片與元器件AEC-Q認(rèn)證、車規(guī)功率模塊AQG 324認(rèn)證等多個技術(shù)服務(wù)平臺，滿足裝備制造、航空航天、汽車、軌道交通、5G通信、光電器件與傳感器等領(lǐng)域的電子產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的需求，能為客戶提供專業(yè)化咨詢、分析及培訓(xùn)等“一站式”服務(wù)，全面提升產(chǎn)品品質(zhì)。
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