肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode，简称SBD）以其低正向压降、快速恢复和高效特性，广泛应用于新能源汽车电源、光伏逆变器和工业开关电源等领域。然而，作为分立功率器件，SBD在高温、高压和循环应力下易出现漏电流增加、正向压降漂移甚至雪崩击穿等问题。可靠性测试是确保SBD长期稳定运行的关键，通过加速寿命试验和失效模式分析，能有效筛选早期缺陷、验证设计裕量。本文基于AEC-Q101标准和行业实践，分享SBD可靠性测试核心经验与技巧。
SBD主要失效机制
SBD失效多源于肖特基势垒界面和终端结构弱点，常见机制包括：
- 漏电流激增：高温反偏下氧空位迁移或表面污染导致IR异常升高。
- 正向压降漂移：长期高温存储或功率循环引起势垒高度变化。
- 雪崩/热失控：高压瞬态或浪涌电流引发局部击穿。
- 封装相关：焊层疲劳、键合线脱落或钝化层腐蚀（尤其HV-H3TRB下）。
这些机制在SiC SBD中更为突出，需要针对性测试。
可靠性测试关键项目
SBD可靠性测试遵循AEC-Q101标准，重点项目如下表：
| 测试项目 | 条件示例（车规级） | 时长/循环 | 主要监测参数 | 目的 |
|---|---|---|---|---|
| 高温反偏（HTRB） | V_R = 80%额定，Tj=175°C | 1000h+ | IR、VF漂移 | 评估高温高压下漏电稳定性 |
| 高温存储（HTSL） | Tj=175°C，无偏置 | 1000h | VF、IR | 检查热老化对势垒影响 |
| 温度循环（TC） | -55°C ~ +150°C | 1000循环 | VF、IR、封装完整性 | 验证热机械应力耐受 |
| 高压高湿反偏（HV-H3TRB） | 85°C/85%RH，V_R=80-100V | 1000h | IR、钝化层腐蚀 | 模拟潮湿环境电化学迁移 |
| 功率循环（PC） | ΔTj=100-150°C | 数万循环 | 热阻、VF | 评估焊层/键合疲劳 |
| 浪涌电流（IFSM） | 非重复浪涌 | 单次/多次 | 温度、破坏阈值 | 验证过载能力 |
SiC SBD常需延长HTRB至2000h+，并增加动态反偏（DRB）测试。
测试经验与优化技巧
样品选择与批次要求
- 至少3批次，每批77件（AEC-Q101零失效准则）。
- 优先选取边缘批次（工艺极限样品），暴露潜在弱点。
失效判定与监控
- VF漂移>5%、IR增加>1个数量级即判定失效。
- 实时监测IR变化曲线，早期发现渐进退化。
- 测试后结合SAM声扫、SEM观察钝化层/界面损伤。
常见问题与应对
- 热失控风险：HTRB时动态调整功率，避免雪崩；部分高漏SBD需限流保护。
- 钝化层腐蚀：HV-H3TRB失败率高时，加强钝化工艺或加保护涂层。
- 浪涌能力不足：优化终端结构（如JTE），提升雪崩耐受。
通过这些经验，某SiC SBD项目将HTRB后IR异常率从8%降至<0.5%，显著提升车规可靠性。
SBD分立器件可靠性测试经验表明，严格遵循AEC-Q101并结合应用场景扩展测试（如延长时长、增加动态应力），是保障长期稳定性的核心。及早识别漏电漂移、热疲劳等失效模式，能有效指导工艺优化与设计迭代，推动SBD在高压高效应用中更可靠落地。
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