第三代半导体材料（如SiC和GaN）以宽禁带、高击穿场强和优异热导率著称，已广泛应用于新能源汽车800V平台、光伏逆变器和5G基站等高电压场景。这些器件额定电压常达1200V~3300V，远高于传统硅器件，但也面临更高电应力风险，如栅氧击穿、漏电流异常和雪崩耐受不足。高压电性能测试通过模拟极端电压条件，精准评估器件耐压能力、一致性和可靠性，已成为第三代半导体从晶圆到模块质量控制的核心环节，直接决定产品在实际高压环境下的安全性和寿命。
高压测试核心作用
高压电性能测试在第三代半导体中主要发挥以下作用：
- 耐压能力验证：确认BVdss（漏源击穿电压）是否达到设计规格，避免场内击穿。
- 漏电流控制：监测Idss，确保高温高压下漏电不超标。
- 雪崩能量耐受：评估UIS（非钳位感性开关）能力，模拟浪涌冲击。
- 栅氧可靠性：HTGB测试下观察阈值漂移和TDDB。
- 一致性筛选：批次间参数分布控制，提升量产良率。
SiC vs GaN高压特性对比
| 项目 | SiC器件 | GaN器件 | 测试重点差异 |
|---|---|---|---|
| 击穿电压 | 1200~3300V | 650~1200V（e-mode常见） | SiC需更高耐压设备 |
| 临界场强 | ~3MV/cm | ~3.5MV/cm | GaN边缘场更集中 |
| 漏电流 | 低温下极低 | 动态漏电风险更高 | GaN需关注动态Rdson |
| 雪崩鲁棒性 | 优秀 | 一般（部分无雪崩能力） | SiC更适合高压浪涌场景 |
| 测试温度 | 可达200℃ | 150℃上限 | SiC高温测试更严苛 |
测试方法与设备
常见高压电性能测试包括：
- 静态耐压：曲线追踪仪逐步升压，记录击穿点。
- 动态测试：双脉冲平台评估开关波形和能量损耗。
- 高温偏置：高温腔体内长时间施加80%~100%额定电压。
- UIS测试：感性负载下非钳位关断，测量雪崩能量。
设备要求：高压探针台（>3000V）、低漏电夹具、高精度源表。
实际应用价值
高压测试可及早暴露外延缺陷、边缘终结不均和栅氧薄弱等问题，帮助优化工艺。例如，某SiC MOSFET批次高压测试发现漏电流离散大，经调整外延掺杂，良率提升15%。在新能源汽车OBC/DCDC中，通过严格高压验证，确保800V系统安全运行。
高压电性能测试在第三代半导体中的作用不可替代，它不仅是质量把关的“守门员”，更是推动器件向更高电压、更高效方向迭代的关键保障，在新能源和工业功率领域发挥着基础性支撑作用。
深圳汇策作为专业第三方检测机构，提供高压电性能测试服务，配备3300V+高压曲线追踪仪、双脉冲动态测试平台及高温高压腔体，支持SiC、GaN等第三代半导体器件全参数高压验证、雪崩耐受测试及可靠性评估。我们助力客户满足AQG324、AEC-Q101等标准，确保产品在高压环境下的稳定与安全。
