안정성 테스트

가속 테스트

대부분의 반도체 장치의 수명은 정상적인 사용 환경에서 수년간 유지됩니다. 그러나, 우리는 장치를 공부하기 위해 수년을 기다릴 수는 없으므로, 가해지는 응력을 높여야 합니다. 가해진 응력은 잠재적인 고장 메커니즘을 강화 또는 가속화하고, 근본 원인을 파악하도록 도우며, TI가 고장 모드를 방지하기 위한 조치를 취하도록 도와줍니다.

반도체 장치에서 일반적인 가속 인자는 온도, 습도, 전압 및 전류입니다. 대부분의 경우 가속 테스트는 고장의 물리적 특성을 변화시키지 않지만, 관찰 시점을 이동시킵니다. 가속 조건과 사용 조건 사이의 차이를 '디레이팅'이라 합니다.

고가속 시험은 JEDEC 기반 인증 시험의 핵심 부분입니다. 아래 시험은 JEDEC 사양 JESD47을 기반으로 고도로 가속화된 조건을 반영합니다. 제품이 이러한 시험을 통과할 경우, 해당 장치는 대부분의 사용 사례에 적합합니다.

검증 테스트	JEDEC 레퍼런스	가해진 응력/가속 인자
HTOL	JESD22-A108	온도 및 전압
온도 사이클	JESD22-A104	온도 및 온도 변화율
온도 습도 바이어스	JESD22-A110	온도, 전압 및 습도
uHAST	JESD22-A118	온도 및 습도
보관 베이크	JESD22-A103	온도

온도 사이클

JESD22-A104 표준에 따라 온도 사이클(TC)은 장치를 극한의 고온 및 저온과 그 사이의 전환 상태에 노출시킵니다. 시험은 미리 결정된 사이클 횟수 동안 이러한 조건에 장치를 반복적으로 노출시켜 수행합니다.

고온 작동 수명(HTOL)

고온 작동 수명(HTOL)은 작동 조건의 고온에서 장치의 신뢰성을 결정하는 데 사용됩니다. 시험은 일반적으로 JESD22-A108 표준에 따라 장기간에 걸쳐 실시됩니다.

온도 습도 바이어스/바이어스된 고가속 응력 테스트(BHAST)

JESD22-A110 표준에 따라, THB 및 BHAST는 장치 내의 부식을 가속화하기 위해 전압 바이어스를 인가한 상태에서 장치를 고온 및 고습 조건에 노출시킵니다. THB와 BHAST는 동일한 목적을 가지고 있지만, BHAST 조건과 테스트 절차를 통해 신뢰성 팀은 THB보다 훨씬 더 빠르게 테스트할 수 있습니다.

오토클레이브/무바이어스 HAST (uHAST)

오토클레이브와 무바이어스 HAST (uHAST) 는 고온 및 고습 조건에서 장치의 신뢰성을 평가합니다. THB 및 BHAST와 마찬가지로 부식을 가속화하기 위해 수행됩니다. 그러나 이러한 테스트와 달리, 장치에 바이어스 응력을 가하지 않습니다.

고온 보관

고온 보관(Bake 또는 HTSL이라고도 함)은 고온에서 장치의 장기적인 신뢰성을 결정하는 데 사용됩니다. HTOL과 달리, 테스트 기간 동안 장치는 작동 상태가 아닙니다.

정전기 방전(ESD)

정전하란 정지 상태에서 균형이 맞지 않는 전하를 의미합니다. 일반적으로 절연체 표면이 서로 마찰하거나 떨어질 때 발생하며, 한쪽 표면은 전자를 얻고 다른 쪽 표면은 전자를 잃게 됩니다. 그 결과 정전하라고 하는 불균형한 전기 상태가 발생합니다.

정전하가 한 표면에서 다른 표면으로 이동할 때 정전기 방전(ESD)이 발생하며, 이는 두 표면 사이에서 미세한 번개 형태로 이동합니다.

정전하가 이동하면 게이트 산화물, 금속층 및 접합부를 손상시키거나 파괴할 수 있는 전류가 됩니다.

JEDEC는 ESD를 다음 두 가지 방식으로 테스트합니다:

1. HBM(인체 모델)

신체 동작이 장치-접지를 통해 누적 정전하를 방전하는 현상을 시뮬레이션하기 위해 개발된 부품 수준 스트레스입니다.

2. CDM(Charged Device Model)

JEDEC JESD22 사양에 따라 생산 장비 및 공정에서 발생하는 충전 및 방전 이벤트를 시뮬레이션하는 부품 수준 스트레스입니다.