高溫條件下最大漏泄或截止電流檢測：核心檢測項目解析

引言

一、檢測的重要性

1.  
2. • 靜態功耗激增，縮短電池壽命（如物聯網設備）。
   • 熱失控：漏電流引發焦耳熱，進一步升溫形成正反饋循環。
   • 邏輯錯誤：CMOS電路因漏電流導致噪聲容限降低。

二、核心檢測項目及方法

1. 最大漏泄電流測試（常溫 vs 高溫）

• 目的：量化溫度對漏電流的影響，驗證器件是否符合規格書指標（如IDSS@25°C/150°C）。
• 測試條件：
  • 溫度范圍：25°C（常溫）至器件最高結溫（如175°C）。
  • 偏置電壓：施加額定工作電壓（如MOSFET的VDS=5V）。
• 步驟：
  1. 將樣品置于高低溫試驗箱，升溫至目標溫度并穩定30分鐘。
  2. 使用源測量單元（SMU）施加偏置電壓，記錄穩態漏電流。
  3. 對比常溫與高溫數據，計算溫度系數。
• 設備：Keysight B1500A半導體分析儀、Thermotron溫箱。

2. 高溫截止電流測試

• 適用場景：二極管/晶體管的反向截止狀態（如IGBT的關斷態）。
• 關鍵參數：反向電流IR@Tj(max)，需低于數據手冊限值（如1μA@150°C）。
• 測試要點：
  • 確保器件完全關斷（如MOSFET的VGS=0V）。
  • 消除測試系統寄生電流（采用屏蔽電纜、四線制測量）。

3. 溫度循環下的漏電流穩定性

• 目的：評估器件在熱應力下的可靠性（如車載電子需通過-40°C~150°C循環）。
• 方法：
  • 執行JEDEC JESD22-A104標準循環（100次循環，速率15°C/min）。
  • 每10次循環后測量漏電流，分析漂移趨勢。
• 失效判定：漏電流增幅超過20%或絕對值超標。

4. 長期高溫老化測試

• 流程：
  1. 在125°C下持續施加工作電壓1000小時。
  2. 每小時記錄漏電流，繪制I-t曲線。
• 數據分析：
  • 若電流呈指數增長，可能預示氧化層缺陷（如柵氧擊穿前兆）。
  • 合格標準：老化后漏電流變化率≤10%（參考AEC-Q100標準）。

5. 多電壓偏置下的漏電流特性

• 測試矩陣：

  電壓（V）	溫度（°C）	漏電流（A）
  Vnom	25/125	...
  1.2×Vnom	25/125	...

• 用途：確定器件的安全電壓裕度，預防過壓導致的雪崩擊穿。

三、影響因素與優化方向

1. 材料選擇：
   • 寬禁帶半導體（SiC、GaN）的高溫漏電流比硅基器件低3個數量級。
2. 封裝工藝：
   • 氣密封裝可減少濕度對漏電流的疊加效應（如85°C/85%RH測試）。
3. 測試誤差控制：
   • 使用Guard Ring技術消除表面泄漏路徑。
   • 校準溫箱熱分布，確保樣品表面溫差＜±1°C。

四、行業標準與案例

• 標準參考：
  • JEDEC JESD22-A108D：高溫存儲壽命測試（HTSL）。
  • MIL-STD-750：方法1021.1（晶體管漏電流測試）。
• 案例分析： 某車企IGBT模塊在150°C下漏電流超標，檢測發現鍵合線熱膨脹導致接觸電阻增大。改進封裝材料后，漏電流降低至2μA以下。

五、