一、檢測原理與目的
- 驗證晶體管是否符合設計規格;
- 評估工藝穩定性(如摻雜濃度、結深等);
- 篩選潛在缺陷(如結邊緣粗糙、污染導致的局部擊穿)。
二、核心檢測項目與實施方法
1. 反向擊穿電壓(V_EB)的標定
- 使用半導體參數分析儀(如Keysight B1500A),設置反向電壓掃描(基極接正極,發射極接負極)。
- 記錄電流隨電壓變化的曲線,通常以反向電流達到1 mA時的電壓值為V_EB(部分標準采用10 μA或自定義閾值)。
- 測試前需確保器件處于熱平衡狀態(避免自熱效應干擾);
- 需限制測試電流(如串聯保護電阻),防止二次擊穿損壞器件。
2. 溫度依賴性測試
- 在溫控環境箱中(-55°C至150°C范圍內),逐級升溫并重復V_EB測試。
- 分析擊穿電壓隨溫度升高的變化趨勢(通常V_EB隨溫度升高而降低)。
3. 反向漏電流(I_R)檢測
- 在V_EB額定值的80%電壓下,測量反向漏電流值;
- 對比同批次或不同工藝批次的數據,篩選異常漏電流器件(如漏電流突增可能預示微觀缺陷)。
4. 重復性與穩定性測試
- 對同一器件施加周期性反向偏壓(如100次循環),記錄每次V_EB的變化;
- 分析擊穿電壓的漂移量(合格標準通常要求漂移<5%)。
5. 擊穿曲線斜率分析
- 計算擊穿點附近電流-電壓曲線的斜率(dV/dI);
- 硬擊穿(雪崩擊穿)表現為曲線斜率驟降,軟擊穿(缺陷導致)則斜率平緩。
三、測試設備與防護措施
-
- 半導體參數分析儀(需支持高壓模塊,最高電壓≥50 V)。
- 溫控測試探針臺(溫度范圍覆蓋器件規格)。
- 防靜電工作臺(ESD防護等級≥1 kV)。
-
- 避免測試電壓超過器件極限值造成永久損壞;
- 高頻測試時需考慮探針和走線的寄生電容影響。
四、數據處理與結果判定
-
- 記錄每次測試的V_EB、I_R、測試溫度及環境參數;
- 繪制擊穿特性曲線和溫度-電壓關系圖。
-
- 符合器件規格書要求的V_EB范圍;
- 漏電流、溫度系數等參數符合行業標準(如JEDEC或AEC-Q101)。
五、典型失效模式與對策
- V_EB偏低:可能因基區摻雜濃度過高或結深不足,需優化擴散/離子注入工藝。
- 反向漏電流異常:排查表面污染、氧化層缺陷或金屬遷移問題。
- 擊穿曲線不重復:可能由封裝應力或接觸不良引起,需改進封裝工藝。


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