高温存储寿命HTSL

试验目的

高温存储寿命试验（HTSL）是评估半导体芯片在高温无电应力条件下长期存储可靠性的核心测试方法，主要目的包括：

1.  筛选材料缺陷：暴露封装材料（如塑封料、键合线）热退化、金属迁移等潜在问题。

2.  验证性能稳定性：检测芯片电参数（漏电流、阈值电压等）在高温存储后的漂移。

3.  工艺优化指导：评估封装工艺（如钝化层、键合技术）的耐高温能力。

核心标准

1. 国际标准

● JEDEC JESD22-A103E：通用高温存储测试规范，定义测试条件、失效判据及数据记录要求。

● IEC 60749-6：半导体器件机械与气候试验方法，明确高温存储试验流程。

● AEC-Q100（车规级）：针对车用芯片的严苛要求，例如：温度等级：0级（175℃/1000h）、1级（150℃/1000h）等，根据封装类型（塑封/陶瓷）调整条件。

○ 接受标准：0失效（45个样品来自同一批次）。

2. 中国标准

● GB/T 4937.42-2023：涵盖半导体器件温湿度贮存试验方法。

测试方法与流程

1. 测试条件

● 温度范围：塑封器件：125℃~175℃（150℃/1000h为车规常用条件）。

○ 陶瓷封装：200℃/72h或250℃/10h（耐高温性能更优）。

● 持续时间：标准1000小时（约42天），车规级可能延长至2000小时 。

2. 关键步骤

1.  预处理：清洁样品并记录初始电参数（如漏电流、阈值电压）。

a.  非易失性存储器：需预先写入数据并验证完整性。

2.  高温存储：芯片置于恒温箱中，无电应力施加，仅通过高温加速材料老化。

3.  中间监测：在168h、500h等节点暂停测试，检测电性能变化趋势。

4.  最终测试：存储结束后168小时内完成电性能测试，对比参数漂移。

3. 失效判定

● 电性能失效：阈值电压偏移>10%、漏电流超标或功能异常。

● 机械损伤：封装开裂、键合点空洞（非夹具或搬运导致）。

● 特殊要求：非易失性存储器需验证数据保留能力（如数据写入/读取完整性）。

设备要求

1.  高温试验箱：温度范围：-70℃~250℃，精度±0.5℃（高温段）。

a.  均匀度：±2℃（符合GB/T 4937.42）。

2.  辅助设备：参数测试仪：如Keysight B1500A，用于高精度电性能测量。

a.  数据采集系统：实时记录温度、时间等参数，支持自动化分析。

行业应用与案例

1.  车规级IGBT模块：150℃存储1000小时后，键合点剪切力下降需控制在15%以内，否则需优化焊接工艺。

2.  存储芯片（NAND Flash）：85℃存储后数据保持能力下降超过规格，需改进浮栅氧化层质量。

3.  SiC功率器件：175℃存储验证封装材料抗热分解能力，确保高温可靠性。