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功率半导体器件在众多关键技术领域扮演着核心角色，尤其是在新能源汽车的迅猛发展背景下，其市场需求迎来了爆炸性增长。与传统消费电子市场相比，汽车级功率半导体器件工作在更高的结温、承受更大的功率密度和更高的开关频率，加之更为严酷的使用环境，器件的可靠性成为了一个尤为关键的考量点。

在功率器件的耐久性测试中，静态HTXB（高温偏置）试验对于发现功率模块的潜在缺陷和验证其结构可靠性极为关键。

测试原理解析

HTRB（高温反偏试验）

HTRB试验主要针对芯片的钝化层、钝化结构以及边缘密封等潜在薄弱点进行检测。试验聚焦于离子污染物在温度和电场作用下的迁移，这种迁移可能导致表面电荷增加、漏电流增大以及阈值电压退化。此外，模块组装过程和材料的热膨胀系数（CTE）差异也可能对钝化层的完整性造成重大影响，进而使模块更易受到外部污染物的侵蚀，引起漏电流的增加。

H3TRB（高温高湿反偏试验）

H3TRB试验进一步考察了整个模块结构的弱点，包括功率半导体芯片的内在缺陷。鉴于多数模块并非完全密封，芯片和连接线通常嵌入在吸湿性硅胶中，长期暴露可能使湿气渗透至钝化层。在湿度作用下，电压负荷对钝化层结构及边缘密封产生不同影响，同时，污染物也可能通过水分迁移至关键区域。此外，与生产相关的离子污染物在温度和电场作用下的迁移，热机械应力以及与半导体芯片的相互作用，均可能导致漏电流的增加。

HTGB（高温栅偏试验）

HTGB试验旨在验证栅极连接半导体器件在电负荷和热负荷长期作用下的综合性效应，评估栅极介电层的完整性及半导体/介电边界层的状况，以及可动离子对半导体的潜在污染。该试验通过模拟加速工作状态下的模块，用于器件的品质鉴定和可靠性监控。

表1 AQG324 HTXB测试条件及设备能力

通过这些细致入微的测试，可以确保功率半导体器件在新能源汽车等高压、高温、高可靠性要求的应用中，发挥出最佳性能，并保障长期的稳定运行。

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