高频硅PNP晶体管3CG120高温失效机理研究

王立新，单尼娜，夏 洋，宋李梅，韩郑生

（中国科学院 微电子研究所，北京 100029）

失效分析的目的是通过总结失效现象，分析失效模式，研究其失效原因和失效机理，为器件的可靠性设计，工艺改进及可靠性增长提供有益的信息。

电子器件有时需要在宇宙空间中运行的卫星、火箭等高温、高辐射等极端条件下使用，条件非常恶劣，超出了正常使用温度范围。并且，随着技术的进步，对电子器件所要求的可靠寿命也越来越长。这就使得研究器件高温特性和高温下的退化特性，分析其高温下的失效机理及失效原因，从而保证器件在各种温度条件下正常工作具有重要意义。

文中使用温度斜坡法[1-4]，对样品硅PNP型晶体管3CG120进行170～340℃温度范围内序进应力加速寿命试验，得到样品在不同温度下电流增益、击穿电压、反向漏电流等电参数的退化规律。并通过对不同电参数退化规律的分析，初步分析在不同温度范围内的样品失效机理。

1 试 验

为了研究样品3CG120在高温下的失效模式，失效机理等，文中对样品3CG120进行序进应力加速寿命试验，试验条件及测试参数如表1所示。

表1 3CG120的序进应力加速寿命试验的试验条件及测试参数Tab.1 Experiment conditions and test parameters of process stress accelerated life test

2 结果与分析

试验的样本量为3支，在Tj=170～340℃温度范围内，试验样品372#、373#、374#表现出的退化规律比较一致。测试数据hFE如图1所示。

如图1，参数 hFE的退化过程可分为 A、B、C、D 4段。各温度段内参数的退化规律如表2所示。

分析各参数的退化规律，直流增益hFE仍然是第一位的失效敏感参数，下面从理论上分析其退化机理，同时，参照其他参数的变化规律对其进行分析。……