碳化硅场效应管检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-04-10  

碳化硅场效应管(SiCMOSFET)作为第三代宽禁带半导体器件的代表,其性能检测需涵盖材料特性、电性能参数及可靠性验证等核心环节。专业检测需重点关注阈值电压漂移、动态开关损耗、栅氧层完整性以及高温环境下的稳定性分析,确保器件满足高功率密度与高频应用场景的严苛要求。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

碳化硅场效应管的系统性检测包含以下关键项目:

静态参数测试:阈值电压(Vth)、导通电阻(RDS(on))、漏源击穿电压(BVDSS

动态特性分析:开关时间(tr/tf)、反向恢复电荷(Qrr)、栅极电荷(Qg

材料特性验证:晶格缺陷密度、外延层厚度均匀性、界面态密度(Dit

热性能评估:结壳热阻(RθJC)、温度循环耐受性(-55℃~175℃)

可靠性测试:高温栅偏(HTGB)、高加速寿命试验(HALT)、功率循环老化测试

检测范围

本检测体系覆盖以下应用场景与器件规格:

应用领域适配性验证:新能源汽车电驱系统、工业电源模块、光伏逆变器、轨道交通牵引变流器

电压等级覆盖:650V/1200V/1700V等级器件全参数测试

封装形式兼容性:TO-247/TO-263/DPAK/D2PAK等标准封装及定制化模块封装

工况模拟测试:10kHz~1MHz高频开关工况下的损耗特性评估

失效模式分析:栅氧击穿机理研究、体二极管退化监测、寄生参数影响量化分析

检测方法

基于国际标准与行业规范建立的方法体系包括:

静态参数测量法:依据JESD24-7标准采用半导体参数分析仪进行三端同步测量

动态特性双脉冲法:基于IEC 60747-9构建双脉冲测试平台,使用差分探头采集VDS/VGS/ID波形

C-V特性分析法:通过高频C-V测试系统(1MHz)提取氧化层电容及界面态分布特征

TDR阻抗分析法:时域反射技术测量封装引线电感与寄生电容参数(分辨率达0.1pH)

S参数测试法:矢量网络分析仪在DC-6GHz频段内获取器件小信号模型参数

TSEP热阻校准法:利用温度敏感电参数(ΔVth/RDS(on))反推结温变化曲线

检测仪器

关键检测设备配置如下:

半导体参数分析仪组:Keysight B1506A配合高压SMU模块(3kV/100A)完成静态参数测试与TDDB可靠性评估

动态特性测试平台: Tektronix DPO7054示波器搭配CPL050高压差分探头(带宽5GHz)及Pearson电流互感器(100A/1V)构建完整开关波形采集系统

C-V/LCR测试系统:: Agilent E4980A精密LCR表配合高温探针台实现-55℃~300℃宽温区电容特性测量

S参数测试装置:: Rohde & Schwarz ZNB40矢量网络分析仪配合晶圆级探针台完成高频寄生参数提取

热特性分析设备:: FLIR SC7600红外热像仪(25μm空间分辨率)与ATS系列高低温试验箱联用进行三维热分布测绘

失效分析仪器:: FEI Helios G4双束电镜配合EDX能谱仪开展微观结构表征及元素成分分析

所有仪器均通过NIST可溯源校准体系认证,测量不确定度符合ISO/IEC 17025:2017要求。

AEC-Q101车规验证系统:: ThermoStream T-2600温度冲击箱执行Grade 0级(-55℃~175℃)2000次循环验证

功率循环试验机:: PVA TePla MIRA系列设备实现ΔTj=125K条件下的10万次功率循环老化测试

关键指标测量精度达到:阈值电压±0.5mV、导通电阻±0.1mΩ、开关时间±1ns。

TDR时域反射仪:: Picosecond Pulse Labs 3500D系统实现封装引线电感测量精度±5pH

S参数校准组件:: Cascade Microtech ISS校准基板确保晶圆级测量误差<3%

C-V测试夹具::: Signatone S-1160高温探针台控温精度±0.5℃

TSEP标定装置::: Keysight N6705C电源模块配合光隔离测温探头实现结温反演误差<1℃

SQUID磁光成像系统::: Neocera Cryogen-free系统用于器件内部电流密度分布的非接触式测量

SIMS深度剖析仪::: CAMECA IMS 7f-auto完成掺杂浓度分布的纳米级纵向解析

SEM原位观测系统::: Zeiss GeminiSEM配合纳米机械手实现失效点的定位与微观结构关联分析

<强>>X射线分层扫描仪:>: Nordson DAGE XD7600NT实现封装内部空洞缺陷的三维重构(分辨率3μm)

<强>>激光多普勒振动计:>: Polytec MSA-600微系统分析仪监测功率循环过程中的机械应力变化

<强>>原子力显微镜:>: Bruker Dimension Icon完成栅氧层表面粗糙度测量(RMS<0.2nm)

<强>>深能级瞬态谱仪:>: PhysTech FT-1230 HERA-DLTS系统识别材料中的缺陷能级分布

<强>>二次离子质谱仪:>: ION-TOF TOF.SIMS5进行界面污染元素的ppm级痕量分析

<强>>拉曼光谱仪:>: Renishaw inVia Qontor实现晶格应力分布的微区映射(空间分辨率500nm)

<强>>X射线光电子能谱仪:>: Thermo Scientific K-Alpha+完成氧化层化学态定量分析(能量分辨率<0.5eV)

<强>>聚焦离子束系统:>: Hitachi NX9000制备TEM样品用于原子尺度界面结构表征

<强>>低温探针台:>: Lake Shore CRX-6.5K实现4.2K~500K宽温区电学特性测量

<强>>微波探针台:>: FormFactor Summit12000支持110GHz高频参数在片测试

<强>>气体分析质谱仪:>: Hiden HPR-60 RGA进行密封封装内部气氛成分的ppb级检测

<强>>声发射监测系统:>: Vallen AMSY-6实时捕捉功率循环过程中的微裂纹扩展信号

<强>>三维X射线显微镜:

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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