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隨著科技的飛速發(fā)展，半導體行業(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，逐漸成為了半導體產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。然而，SIC器件“高壓運行與快速開關”相結合的固有工作模式下動態(tài)應力下缺陷觸發(fā)技術一直是一個難題，這也成為了制約第三代半導體產(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)應力下缺陷觸發(fā)技術研究，賦能第三代半導體產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展。
SiC器件失效機制研究，國內產(chǎn)業(yè)如何迎頭趕上
近年來，國際大廠對SiC器件失效機理進行了深入分析，不斷開發(fā)新試驗用于測試基于SiC功率半導體器件固有的運行模式，同時改進其他硅基半導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制。目前國內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，但隨著第三代半導體廠商的快速成長，逐漸關注SiC器件潛在失效機制的驗證、失效率及壽命的評估。如模塊車規(guī)驗證標準AQG 324更新了2021版本，增加SiC Mosfet模塊驗證內容，但對于動態(tài)應力下SiC器件缺陷觸發(fā)實現(xiàn)沒有提及。隨著第三代半導體產(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體領域的檢測優(yōu)勢，需要深入研究SiC器件的失效機制，建立SiC器件檢測核心優(yōu)勢，助力國內第三代半導體產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展。
突破核心技術，構筑SiC器件檢測核心優(yōu)勢
為解決制約第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術瓶頸，實現(xiàn)材料自主可控與產(chǎn)業(yè)化，使產(chǎn)品性能達到國際優(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)應力下缺陷觸發(fā)技術的研究。經(jīng)技術攻關，建立了一套完善準確的檢測方法和SiC mosfet閾值電壓測試系統(tǒng)，實現(xiàn)SiC器件失效率與應力壽命的評估及高壓運行與快速開關相結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能力。
目前，該項技術已向國家知識產(chǎn)權局申請發(fā)明專項4項，發(fā)表論文1篇。技術成果已為國內數(shù)十家元器件廠商提供了技術服務，贏得了眾多客戶信賴與認可。
助力半導體產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展
該項目研究建立的SiC器件失效率與應力壽命的評估及高壓運行與快速開關相結合的固有工作模式下缺陷觸發(fā)驗證試驗能力，突破了SiC器件特殊檢測需求，在SiC檢測領域構筑了全面的技術能力，對于器件性能評測，指導優(yōu)化制造工藝具有非常重要的作用和實際意義，能為第三代半導體產(chǎn)業(yè)的技術創(chuàng)新提供優(yōu)質的質量與可靠性技術服務，助力我國半導體產(chǎn)業(yè)高質量發(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)技術團隊，以技術開拓市場，長期致力于元器件篩選及失效分析技術領域的科研和咨詢服務，構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、半導體功率器件質量提升工程、車規(guī)級芯片與元器件AEC-Q認證、車規(guī)功率模塊AQG 324認證等多個技術服務平臺，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域的電子產(chǎn)品質量與可靠性的需求，能為客戶提供專業(yè)化咨詢、分析及培訓等“一站式”服務，全面提升產(chǎn)品品質。
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