半導(dǎo)體器件 碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(SiC MOSFET)可靠性試驗(yàn)方法 第2部分：體二極管工作引起的雙極退化的試驗(yàn)方法 編制說明

1《半導(dǎo)體器件碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(SiCMOSFET)可靠性試驗(yàn)方法第2部分：體二極管工作引起的雙極退化的試驗(yàn)方法》（征求意見稿）編制說明《半導(dǎo)體器件碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(SiCMOSFET)可靠性試驗(yàn)方法第2部分：體二極管工作引起的雙極退化的試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)制定是相比，SiC具有更高的擊穿電場、更高的熱導(dǎo)率、更低的載流子產(chǎn)生速率、更大SiC基功率半導(dǎo)體器件面臨的可能的可靠性問題包括由于流經(jīng)體二極管的電流而導(dǎo)致的金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電壓降變化、導(dǎo)通電阻增加態(tài)電阻并降低了電力電子系統(tǒng)的工作范圍。只有當(dāng)有源器件體積包含基面位錯(cuò)），2研究，評估由SiCMOSFET體二極管工作引起的可靠性問題，以確保SiCMOSFET在技術(shù)層面和應(yīng)用層面的可靠性和魯棒性。但目前，國內(nèi)仍存在SiCMOSFET的相關(guān)可靠性測試評價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)的缺乏、器件失效判據(jù)不統(tǒng)一等問題，這制約了SiCMOSFET在高可靠性領(lǐng)域的理的測試方法及設(shè)定條件并形成標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法，有利于更準(zhǔn)確地評價(jià)器件特2023.3工業(yè)和信息化部電子第五研究所牽頭成立了編制組，編制組成員包2023.4~2024.7編制組對等同采用的I2024.8~2025.2簽訂項(xiàng)目任務(wù)書，2025.3全國半導(dǎo)體器件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員組織召開項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)，制定后續(xù)工31項(xiàng)目總體策劃，標(biāo)準(zhǔn)編寫總標(biāo)準(zhǔn)編寫具體負(fù)責(zé)和執(zhí)行；負(fù)責(zé)行業(yè)調(diào)研和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析2負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)3負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)4負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)5負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)6負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)7負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)8負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)49負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)負(fù)責(zé)翻譯稿的校對，試驗(yàn)驗(yàn)本標(biāo)準(zhǔn)為SiCMOSFET可靠性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，屬于方法標(biāo)準(zhǔn)，為保證SiCMOSFET可靠性試驗(yàn)方法與國際標(biāo)準(zhǔn)一致，實(shí)現(xiàn)SiCMOS評價(jià)、質(zhì)量水平與國際接軌，本標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC63275-2:2022《Semiconductordevices-Reliabilitytestdegradationduetobodydiodeoperatio5SiC基功率半導(dǎo)體器件面臨的可能的可靠性問題包括由于流經(jīng)體二極管的電流而導(dǎo)致的金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電壓降變化、導(dǎo)通電阻增加和反向漏極電壓變化。發(fā)生這種情況是因?yàn)轶w二極管電流導(dǎo)的相關(guān)可靠性測試方法研究，評估由SiCMOSFET體二極管工作引起的可靠性國內(nèi)仍存在SiCMOSFET的相關(guān)可靠性測試評價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)的缺乏、器件失效因此，為評估由SiCMOSFET體二極管工作引起的可靠性問題，制定科學(xué)性，統(tǒng)一行業(yè)試驗(yàn)方法，對支撐SiCMOSFET的研制生產(chǎn)，促進(jìn)第三代半導(dǎo)體國軍標(biāo)，因此等同采用IEC標(biāo)準(zhǔn)制定該標(biāo)準(zhǔn)的國標(biāo)。三、試驗(yàn)驗(yàn)證的分析、綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益6項(xiàng)目實(shí)物圖測試平臺被測器件項(xiàng)目電路圖及波形示意圖電路參數(shù)測試電路VGS=-3.5VISD=22.5ATon=2100sTj=170℃熱板溫度20℃水流量11L/min7圖2.波形示意圖項(xiàng)目波形圖測試電波形圖5VGS、VDS、IDS上位機(jī)在線監(jiān)測圖片本圖為矩形脈沖電流雙極性退化測試示意圖，該設(shè)備無示波器，但可直接從上位機(jī)監(jiān)測并讀取VGS、VSD、ISD數(shù)據(jù)，圖中“VF”即VSD、“VgP”的負(fù)值即VGS、“當(dāng)前的電流值”即ISD。圖6VGS、VSD、ISD典型在線監(jiān)測結(jié)果8結(jié)果如圖6所示，除監(jiān)測了VGS、VDS、IDS外還監(jiān)測了結(jié)溫，結(jié)溫約為170℃。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，形成如下試驗(yàn)記錄表，包括1200V/80mΩSiCMOSFET、產(chǎn)品名稱型號規(guī)格SiCMOSET1200V/80mΩ組別1檢測項(xiàng)目體二極管雙極性退化環(huán)境條件溫度：25℃濕度：65%檢測依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條款I(lǐng)EC63275-2:2022樣品數(shù)量2應(yīng)力特點(diǎn)開關(guān)條件：?脈沖電流□直流電流試驗(yàn)條件及技術(shù)要求應(yīng)力時(shí)間試驗(yàn)溫度柵極電壓VGS=-3.5V試驗(yàn)電流大小ISD=22.5A脈沖電流開通時(shí)間2100s脈沖電流關(guān)斷時(shí)間其余補(bǔ)充說明：1.k系數(shù)：-2.415mV/℃測試結(jié)果中間測量次數(shù)RDS(on)初始測量0.93;92.024.43第1次中間測量0.9292.284.44第2次中間測量0.9292.244.45第3次中間測量0.9292.254.44第4次中間測量0.9292.374.44第5次中間測量0.9392.174.43第6次中間測量0.9392.454.44第7次中間測量0.9492.754.439第8次中間測量0.9392.284.43第9次中間測量0.9495.754.45第10次中間測量0.9392.534.44產(chǎn)品名稱型號規(guī)格SiCMOSETBT1M1200013BOA1200V/14.7mΩ組別2檢測項(xiàng)目體二極管雙極性退化環(huán)境條件溫度：25℃濕度：65%檢測依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條款I(lǐng)EC63275-2:2022樣品數(shù)量2應(yīng)力特點(diǎn)開關(guān)條件：?脈沖電流□直流電流試驗(yàn)條件及技術(shù)要求應(yīng)力時(shí)間試驗(yàn)溫度柵極電壓VGS=-5V試驗(yàn)電流大小ISD=38A脈沖電流開通時(shí)間2100s脈沖電流關(guān)斷時(shí)間其余補(bǔ)充說明：1.k系數(shù)：-2.453mV/℃測試結(jié)果中間測量次數(shù)RDS(on)初始測量0.964.72第1次中間測量0.974.75第2次中間測量0.974.74第3次中間測量0.974.76第4次中間測量0.984.76第5次中間測量0.974.75第6次中間測量0.964.75第7次中間測量0.964.75第8次中間測量0.984.75第9次中間測量0.974.74第10次中間測量0.984.76產(chǎn)品名稱型號規(guī)格SiCMOSET1700V/7.6A組別3檢測項(xiàng)目體二極管雙極性退化環(huán)境條件溫度：25℃濕度：65%檢測依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條款I(lǐng)EC63275-2:2022樣品數(shù)量1應(yīng)力特點(diǎn)開關(guān)條件：?脈沖電流□直流電流試驗(yàn)條件及技術(shù)要求應(yīng)力時(shí)間試驗(yàn)溫度柵極電壓VGS=-5V試驗(yàn)電流大小ISD=7.5A脈沖電流開通時(shí)間20s脈沖電流關(guān)斷時(shí)間2s其余補(bǔ)充說明：1.k系數(shù)：-2.733mV/℃測試結(jié)果中間測量次數(shù)RDS(on)初始測量8824.80第1次中間測量8734.83第2次中間測量8914.85第3次中間測量8884.82第4次中間測量8974.82第5次中間測量8654.83第6次中間測量8774.81第7次中間測量8774.83第8次中間測量8834.83第9次中間測量8854.83第10次中間測量8714.81因此，為評估由SiCMOSFET體二極管工作引起的可靠性問題，加快研究SiC而將SiCMOSFET的相關(guān)可靠性測試評價(jià)方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化對于器件的實(shí)際使用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的推出，可以統(tǒng)一國內(nèi)SiCMOSFET上下游企業(yè)對SiCMOSFET可四、與國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容的對比情況，或者與測試的國外樣品、樣IEC組織的IECTC47工作組于2體二極管引起的可靠性問題的測試評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)IEC63275-2:2022《Semiconductordevices-Reliabilitytest流程以及原理電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等，為業(yè)內(nèi)開展相關(guān)測試提供了重要指導(dǎo)導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（SiCMOSFET）功率試評價(jià)方法和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這制約了SiC功率MOSFET在國內(nèi)高可靠性領(lǐng)域的應(yīng)devices-Reliabilitytestmethodforsiliconcarbidediscretemetal-oxidesefieldeffecttransistors-Part2:Testmethodforbipolardegrad——半導(dǎo)體器件碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(SiCMOSFET)可在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容上，本標(biāo)準(zhǔn)與《