老化测试提高了 SiC 和 GaN 的可靠性

新型宽带隙半导体（如碳化硅和氮化镓）在市场上的扩散对传统的老化和测试系统提出了挑战，因为裸片尺寸越来越小，并且组件可以承受更高的电压和温度。

老化试验箱和环境试验箱在测试半导体器件和模块方面发挥着重要作用，让您可以评估产品何时满足实际应用中的温度和应力要求。因此，半导体可靠性与老化测试的进行密切相关，老化测试发生在设备生命周期的早期阶段，以检查其电阻并降低过早失效或设备损坏的风险。被测设备 (DUT) 经受了扩展温度范围的极端气候测试。通常，半导体会经受热循环（在一定时期内持续施加高温）和环境循环（温度循环，例如从 –10°C 到 70°C，重复多次）。

今天也非常重要的是晶圆级老化 (WLBI)，其中半导体器件在晶圆上仍处于裸片形式时要接受电气和老化测试。除了配备适当的环境室外，WLBI 还需要一个特定的探针，该探针通过数以千计的超薄探测针向晶圆上的整个芯片提供所需的电刺激，能够筛选材料的电学和热学性能。在 WLBI 系统中，通过使用热板达到所需的芯片温度设置，将晶片加热到所需的结温。

在晶圆级进行的压力和测试相结合，可以实现更大的筛选，从而节省后续生产步骤的成本。

今天，使用传统老化的老化和测试系统已经不够用了。我们需要新设备灵活并符合新技术和市场要求，以帮助半导体制造商应对高并行度和极高电压的测试和应力覆盖。

GaN 和 SiC 的零缺陷

我们都知道现代汽车，尤其是新型电动汽车有多少技术和创新。随着排放和安全要求的增加，支持这些举措的相应技术将成比例增长。

考虑到这一点，人们越来越关注 ADAS 和牵引电气化等新兴技术，并且在开发这些新技术并使其可用于汽车行业方面进行了大量投资。共同点是开发更小、更高效的解决方案，这些解决方案在全球半导体行业中技术先进，并且极具价格竞争力。

SiC和GaN仍被认为是新技术，尚未完全成熟。出于这个原因，他们仍然需要继续显着发展以达到“零缺陷”。AEC 组件技术委员会定义的资格要求是使这些设备达到并超过常规车辆当前安全水平的非凡努力的一部分。

用于宽带隙技术的 EDA Industries

EDA Industries是一家为半导体行业提供老化和测试设备的供应商。该工程公司于 1993 年在意大利成立，1998 年扩展到新加坡，以满足国际电子和半导体市场的需求。

EDA Italy 位于 Rieti 的总部（图 1）和位于意大利 Terni 的新研发中心帮助所有 EMEA 和美国客户进行设计、生产和服务活动。

EDA 新加坡、EDA 菲律宾、EDA 中国和 EDA 马来西亚是独立的工业实体，其任务是端到端服务于亚洲市场。

凭借不断扩大的产品组合，其中还包括宽带隙半导体解决方案（SiC 和 GaN），EDA Industries 计划在未来进一步扩展，以服务美国市场。

图 1：EDA Industries 位于 Rieti 的总部——老化测试

2021年，EDA集团实现收入大幅增长，超过3400万欧元。

EDA Industries 开发的系统不仅可以进行老化测试，还可以进行测试和筛选活动。对于公司而言，这对应着开启另一个时代，解决方案涵盖后端（更专注于最终产品）和前端（更专注于晶圆和芯片测试）需求。

“EDA Industries 是一家拥有电子、硬件、软件、固件以及自动化技能和知识的交钥匙供应商，”EDA Industries 的技术总监 Alessandro Polpetta 说。“这使我们能够提供市场上不存在的量身定制的解决方案，为研发团队、运营团队和维护团队提供正确的答案。根据客户的路线图，我们的解决方案完全集成并随着时间的推移得到保证。”

“我们不仅与 STM 和英飞凌等大公司合作，还与实验室和其他大小公司合作，”EDA Industries 运营总监 Luca Lillacci 说。

EDA 的产品组合今天基于两个主要解决方案：用于后端老化的 ETNA 和用于前端 WLBI 的 SocRATE。SocrATE 是一种创新的多级 WLBI 系统，适用于 SiC 和 GaN 器件，以一键式和完全并行（使用相同的探针卡）执行以下测试：

HTRB 和 I Dss @ 2,500 V

HTGB 和 I Gss @ ±60 V

V th和低电流 R DS(on)

它完全自动化且易于更新，是用于测试 Taiko 和 6 至 8 英寸晶圆的模块化紧凑型解决方案，具有多达 1,800 个芯片并行度（压力测试高达 2,500 V）。

ETNA 测试设备专为封装和模块级别的后端测试而设计，允许您使用通用 DUT 板（用于分立和模块）进行所有测试和压力配置，每个 DUT 的独立配置，软件可编程设备、测试流程期间的硬件配置、故障情况下的自动硬件设备排除和分箱、压力期间的连续泄漏测量以监控和记录数据等等。图 2 显示了一个应用板，里面装满了 DUT 刨花板，可以使用 ETNA 设备进行测试。

图 2：装有 DUT 的电路板（老化测试）

正如 Polpetta 所说，“EDA Industries 的成功故事始于 2016 年，它为后端提供了一个在很短的时间内不存在于市场上的老化平台，支持 SiC 器件的首次量产。用于电动汽车和充电系统。新平台的功能，如高压应力期间的泄漏测量精度和测试流程可配置性，允许客户、研发、设计人员和产品工程师微调所有工艺参数，以满足“零缺陷”目标和高严格的质量要求。”

2018 年，EDA 面临同样的老化需求，这一次是 GaN 器件，它在价格方面也开始变得具有竞争力。2019 年，人们开始意识到最初为 SiC 开发的平台开始显示出其在 GaN 应用上的局限性，GaN 与 SiC 有不同的特定要求，并且需要一个能够处理所有功率器件的独特平台（碳化硅、氮化镓、IGBT）。与此同时，EDA 决定在芯片级开发创新解决方案，引领 Socrate 作为前端领域使用的设备。

从那时起，投资组合进一步丰富。除了硬件之外，老化系统还配备了一个软件应用程序，能够提供有关所执行测试的详细报告，部件故障的干预时间为 100 µs，并以毫秒分辨率记录时间。

“该平台是模块化的，可以通过软件通过选择所需的测试程序进行完全配置，”Lillacci 说。“研发团队可以实时访问测试结果。这使您能够获得有关 SiC 和其他高度集成组件生产的最新信息，从而为开发人员提供快速响应并降低成本。”

审核编辑 黄昊宇