一、 服务内容
芯片老化测试是一类旨在评估半导体器件长期可靠性和预测其使用寿命的加速测试方法的总称。通过施加高于器件正常工作条件的应力(主要是高温,有时结合电偏置、湿度等),加速激发器件内部潜在的磨损失效机制,从而在较短时间内观察到器件性能的退化过程。常见的芯片老化测试包括高温工作寿命测试(HTOL)、高温存储寿命测试(HTSL)等,用于识别和评估诸如电迁移、热载流子效应、氧化层击穿、材料扩散退化等长期失效模式。
二、 服务范围
本服务适用于各类集成电路(IC)、分立器件及模块,尤其是那些被应用于需要长期稳定运行的领域,如汽车电子、工业控制、服务器与数据中心、医疗设备、通信基础设施等。芯片老化测试是新产品/新工艺认证、供应商器件评估、量产品质监控以及可靠性寿命预测的关键环节。
三、 参照标准
具体的芯片老化测试遵循其对应的行业标准。上海德垲严格依据国际及行业公认规范执行:
- 高温工作寿命 (HTOL): 主要参照 JEDEC JESD22-A108, AEC-Q100 等。
- 高温存储寿命 (HTSL): 主要参照 JEDEC JESD22-A103, AEC-Q100 等。
- 测试方案设计也会结合具体的失效物理模型(如阿伦尼斯模型)和客户的特定可靠性目标进行。
四、 测试周期
芯片老化测试通常需要较长的应力时间。例如,标准的HTOL和HTSL测试时长通常为 1000小时,但也可能根据加速因子和所需验证的寿命目标进行调整。考虑到样品准备、测试设备排期、中间及最终测试、数据分析等,完整的项目周期一般需要 数周至数月。
五、 测试流程
- 明确需求与方案设计: 定义器件正常工作条件、可靠性目标,选择合适的测试类型(如HTOL, HTSL)并设计测试方案(应力条件、时长、样本量)。
- 初始性能测试: 对样品进行筛选,记录关键电参数和功能状态基准。
- 样品准备与装载: 将样品安装至测试板(如HTOL的BIB板)或直接置于老化试验箱中。
- 施加速应力: 在精确控制的老化测试系统中,按计划施加高温(及偏置电压,如HTOL)。
- 中间/最终性能测试: 在预定时间点取出样品,进行电性能测试,与初始数据对比。
- 数据分析与寿命评估: 分析性能参数随时间的变化趋势,评估失效时间和失效分布,可能结合加速模型预测正常条件下的寿命。
- 失效分析 (如需): 对失效样品进行深入分析,确定失效模式和根本原因。
六、 服务背景与价值
随着芯片技术向更小尺寸、更高集成度和更复杂功能发展,同时应用场景对长期可靠性的要求日益严苛,如何在产品开发阶段快速有效地评估其全生命周期的稳定性成为核心挑战。芯片老化测试通过加速手段,模拟器件在多年使用后可能出现的老化现象。因此,该测试的核心价值在于:显著缩短可靠性评估时间,科学预测产品使用寿命,提前暴露设计或工艺中的长期可靠性隐患,验证产品是否满足目标应用的寿命要求,从而降低产品全生命周期的失效率和维护成本,提升品牌信誉。
七、 德垲优势
上海德垲在此领域具备显著优势。我们拥有用于执行各类芯片老化测试(如HTOL、HTSL等)的先进、稳定、多容量的测试设备群,能够满足不同器件类型和测试标准的需求。我们的可靠性工程师团队不仅精通相关测试标准和加速模型,更具备扎实的半导体物理和失效机理知识,能够为客户设计最优化的测试方案并提供深度数据解读。依托公司ATE测试和失效分析(FA)的强大支撑,德垲能够提供从老化测试、性能监控、寿命预测到失效根因分析的完整、高效的一站式服务,全面保障客户产品的长期可靠性。