场效应管栅极截止电流或栅极漏泄电流（漏-源短路）IGSS检测

一、IGSS检测的核心意义

1. 器件质量验证：IGSS超标可能表明栅极氧化层缺陷、污染或封装失效。
2. 功耗评估：漏电流过高会导致器件在关断状态下产生不必要的能量损耗。
3. 可靠性预测：IGSS异常可能预示长期使用中的栅极击穿风险。

二、关键检测项目详解

1.常温IGSS测试

• 测试条件：
  • 温度：25°C ± 2°C
  • 栅极电压（VGS）：施加大额定反向电压（如-20V至-30V，依器件规格而定）
  • 漏极与源极短路（VDS=0V）
• 设备要求：
  • 高精度电流表（分辨率≤1nA）
  • 可调直流电源（电压稳定性≤0.1%）
• 合格标准：IGSS通常需低于1nA（MOSFET）或10nA（JFET），具体以数据手册为准。

2.高温IGSS测试

• 测试条件：
  • 温度：85°C或125°C（模拟高温工作环境）
  • VGS保持大额定反向电压
• 设备要求：
  • 恒温箱（控温精度±1°C）
  • 屏蔽电缆（降低热电势干扰）
• 意义：验证温度对栅极绝缘性能的影响，漏电流随温度升高可能呈指数增长。

3.电压步进测试

• 步骤：
  1. 从0V逐步增加VGS至大额定电压（步长5V）。
  2. 记录每步的IGSS值。
• 分析：绘制IGSS-VGS曲线，判断是否存在电压依赖性漏电（如Fowler-Nordheim隧穿效应）。

4.时间依赖性漏电流测试

• 方法：施加额定VGS电压，持续监测IGSS 1-5分钟。
• 目的：检测栅极氧化层的电荷陷阱效应，漏电流随时间下降可能表明陷阱填充过程。

三、测试系统搭建要点

1. 电路配置：
   • 采用Kelvin连接法，消除导线电阻对微小电流测量的影响。
   • 对MOSFET需外接保护二极管，防止静电损伤。
2. 环境控制：
   • 湿度：<50% RH（避免表面漏电）
   • 电磁屏蔽：使用法拉第笼抑制外部噪声。

四、常见失效模式及原因

1. IGSS突增：
   • 栅氧化层局部击穿（针孔缺陷）
   • 封装内离子污染（如Na+迁移）
2. IGSS波动：
   • 表面电荷积累（未充分放电）
   • 测试接触不良（探针氧化或压力不足）

五、注意事项

1. 静电防护：
   • 操作人员需佩戴防静电手环，工作台铺设导电垫。
2. 预热校准：
   • 测试设备预热30分钟以上，消除温漂误差。
3. 数据修正：
   • 扣除系统本底噪声（如断开DUT后的背景电流）。

六、测试流程示例

1. 准备：清洁器件引脚，确认测试夹具接触电阻<0.1Ω。
2. 预测试：在VGS=0V时测量本底电流（应<0.1nA）。
3. 正式测试：
   • 施加额定VGS，稳定10秒后读取IGSS。
   • 重复3次取平均值。
4. 高温测试：将DUT放入恒温箱，平衡15分钟后执行步骤3。

七、结果分析与报告

• 合格判定：所有测试点IGSS均低于规格书限值。
• 趋势分析：对比同批次器件数据，统计分布应符合正态性（异常批次可能存在工艺偏移）。

通过系统化的IGSS检测，可有效筛选出栅极绝缘不良的缺陷器件，为高可靠性电子系统的设计与维护提供关键数据支撑。