碳化硅功率器件可靠性之芯片研发及封装篇

质量的狭义概念是衡量器件在当前是否满足规定的标准要求，即产品性能是否与规格书描述的内容一致。广义上质量和可靠性有关，可靠性是衡量器件寿命期望值的指标，即通过可靠性结果计算器件能持续多久满足规范要求。测试新品器件是否合规比较容易，但判断器件的物理特征是否会随时间和环境而变化比较麻烦。

上篇文章介绍了材料与碳化硅功率器件可靠性的关系，接下来从碳化硅芯片研发和封装方面探讨可靠性问题。


衡量可靠性可以从器件的故障率入手。在典型故障曲线浴盆曲线中，随着环境、时间、电场的作用，器件的故障率变化分为三个时期：

初期失效区域大致持续3-15个月，通常为1年。此区域发生的失效是多数半导体元器件共性，主要由设计和制造原因引起，可以被筛选；可用时期区域一般为10年，会出现随机失效；老化区域出现的失效一般是因为材料疲劳和老化。

 

在产品投入市场前必须进行可靠性试验。可靠性试验根据已知失效机理设计出加速模实验方法，将失效现象复现出来排除隐患，避免在使用过程中出现可避免的失效。

每种可靠性试验都对应着某种失效模式，根据环境条件、试验项目、试验目的、试验性质的不同，试验方法有不同的分类。按照惯用的分类法，试验方法可归纳为环境试验、寿命试验、筛选试验、现场使用试验、鉴定试验五大类。

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