集電極-發射極截止電流（ICEO）檢測項目詳解

一、ICEO的定義與重要性

1. 器件靜態功耗增加，引發溫升失控；
2. 放大電路噪聲系數惡化；
3. 高溫環境下可靠性顯著降低。

二、核心檢測項目與流程

1. 基礎靜態參數測試

• 基極開路（Ib=0）
• 集電極-發射極電壓（VCE）設置為額定最大值（如VCBO的75%）
• 環境溫度25℃（常溫基準）及高溫（如85℃/125℃）

• 使用高精度微電流表（分辨率≤1nA）直接串聯測量
• 采用四線制Kelvin連接消除接觸電阻誤差
• 施加電壓后穩定10秒再讀數，避免瞬態響應干擾

• 硅管：常溫ICEO≤100nA（小功率管）、≤1μA（大功率管）
• 鍺管：允許值提高1-2個數量級
• 高溫下允許倍增但需符合器件規格書

2. 電壓應力梯度測試

• VCE從0V階梯式增至額定VCBO的120%
• 每階梯停留5秒，記錄泄漏電流變化曲線

• 轉折電壓（拐點）：判斷實際擊穿電壓與標稱值偏差
• 軟擊穿現象：電流非線性突增提示晶格缺陷
• 遲滯效應：升壓/降壓過程中曲線分離度評估介質陷阱密度

3. 溫度特性測試

• 恒溫箱控制溫度范圍：-40℃~+150℃
• 梯度測試點：25℃、50℃、75℃、100℃、125℃

• 擬合Arrhenius方程：ln(ICEO) ∝ 1/T
• 計算激活能Ea，Ea<0.5eV提示表面泄漏主導，>0.8eV則為體內缺陷

4. 長期穩定性測試

• 高溫反偏（HTRB）測試：125℃下施加80% VCBO持續1000小時
• 每24小時監測ICEO漂移量，要求ΔICEO/ICEO_initial ≤30%

• 電流階躍性增長（提示金屬遷移）
• 持續單調上升（氧化物電荷積累）

三、關鍵檢測設備與技術要點

• 測試箱體接地電阻<0.1Ω
• 采用雙屏蔽同軸線（如STP-120）
• 在測試回路串聯10MΩ限流電阻防止器件擊穿

四、典型故障模式與診斷

1. ICEO超標故障樹分析

2. 動態特性關聯分析

• ICEO與hFE的溫度系數相關性：若hFE隨溫度升高而下降但ICEO劇增，提示基區復合中心密度過高
• 噪聲系數NF測量：ICEO每增加10nA，NF約惡化0.2-0.5dB

五、檢測標準與前沿技術

• 國際標準：JEDEC JESD77C、IEC 60747
• 新型檢測方法：
  • 深能級瞬態譜（DLTS）分析體缺陷
  • 掃描電容顯微鏡（SCM）定位表面漏電路徑
  • 紅外熱成像定位微觀熱點