隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，芯片作為眾多電子設(shè)備的核心部件，其可靠性至關(guān)重要。芯片老化測(cè)試是評(píng)估芯片長(zhǎng)期可靠性的重要手段，旨在通過(guò)模擬芯片長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)所面臨的各種極端環(huán)境條件，如高溫、高電壓、高濕度等，加速芯片的老化過(guò)程，提前發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷和失效模式，從而為芯片的設(shè)計(jì)優(yōu)化、工藝改進(jìn)以及質(zhì)量控制提供重要依據(jù)。

常見(jiàn)的芯片老化測(cè)試方法包括高溫老化測(cè)試、濕熱老化測(cè)試、電壓老化測(cè)試等。其中，電壓老化測(cè)試通過(guò)在芯片上施加高于正常工作電壓的電壓應(yīng)力，加速芯片內(nèi)部的電學(xué)變化，如電遷移、介質(zhì)擊穿等，進(jìn)而評(píng)估芯片在電壓應(yīng)力下的可靠性和壽命。

圖：高壓放大器在微流控芯片測(cè)試中的應(yīng)用

一、高壓放大器在芯片老化測(cè)試中的作用

（一）提供高電壓應(yīng)力

許多芯片在實(shí)際工作過(guò)程中可能會(huì)面臨高電壓的工作環(huán)境，或者其內(nèi)部的一些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)（如柵氧層等）對(duì)電壓較為敏感。高壓放大器能夠?qū)?a target="_blank">信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的較低電壓信號(hào)精確地放大到所需的高電壓水平，為芯片施加足夠高的電壓應(yīng)力，模擬芯片在極端電壓條件下的工作狀態(tài)。

（二）實(shí)現(xiàn)精確的電壓控制與調(diào)節(jié)

芯片老化測(cè)試需要精確控制施加的電壓參數(shù)，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。高壓放大器具備高精度的電壓調(diào)節(jié)能力，可以根據(jù)測(cè)試要求精確地設(shè)置和調(diào)節(jié)輸出電壓的幅值、頻率等參數(shù)。在測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)芯片的性能變化，并根據(jù)反饋信息對(duì)高壓放大器的輸出進(jìn)行微調(diào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片老化過(guò)程的動(dòng)態(tài)控制，保證芯片在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中處于預(yù)定的高電壓應(yīng)力條件下。

（三）提高測(cè)試效率

借助高壓放大器施加高電壓應(yīng)力，可以顯著加速芯片的老化過(guò)程。相比在正常工作電壓下進(jìn)行的長(zhǎng)期測(cè)試，高壓老化測(cè)試能夠在更短時(shí)間內(nèi)使芯片達(dá)到相同的老化程度，從而快速篩選出潛在的失效芯片，提高測(cè)試效率。例如，在一些功率器件的HTOL（高溫工作壽命）測(cè)試中，通過(guò)使用高壓放大器配合其他測(cè)試設(shè)備，將老化時(shí)間從傳統(tǒng)的數(shù)百小時(shí)甚至上千小時(shí)縮短至幾十小時(shí)或更短，大幅減少了測(cè)試時(shí)間和成本。

二、高壓放大器在芯片老化測(cè)試中的應(yīng)用場(chǎng)景

（一）功率芯片的老化測(cè)試

功率芯片通常需要在高電壓、大電流的條件下工作，因此對(duì)其可靠性的要求極高。在功率芯片的老化測(cè)試中，高壓放大器可以與功率測(cè)試系統(tǒng)集成，為功率芯片施加高電壓應(yīng)力，同時(shí)結(jié)合溫度、電流等其他環(huán)境因素的控制，全面評(píng)估功率芯片在各種復(fù)雜工況下的性能和壽命。以碳化硅（SiC）功率芯片為例，其具有高耐壓、低損耗等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也面臨著在高電壓下的可靠性挑戰(zhàn)。通過(guò)使用高壓放大器進(jìn)行加速老化測(cè)試，可以提前發(fā)現(xiàn)碳化硅功率芯片在高電壓條件下的潛在失效問(wèn)題，如柵極氧化層的擊穿、寄生參數(shù)的漂移等，為改進(jìn)芯片設(shè)計(jì)、優(yōu)化制造工藝提供有力支持。

圖：ATA-7100高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

（二）模擬芯片的老化測(cè)試

模擬芯片在通信、醫(yī)療電子、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，其性能的穩(wěn)定性直接影響到相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行。高壓放大器可用于模擬芯片的加速老化測(cè)試中，通過(guò)施加高電壓信號(hào)，模擬芯片在長(zhǎng)期使用過(guò)程中可能遇到的電壓波動(dòng)、浪涌等情況。在老化測(cè)試過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模擬芯片的各項(xiàng)性能參數(shù)，如放大倍數(shù)、帶寬、噪聲等的變化，評(píng)估芯片在高電壓應(yīng)力下的性能退化規(guī)律和失效模式，進(jìn)而采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，提高模擬芯片的可靠性和穩(wěn)定性。

（三）射頻芯片的老化測(cè)試

射頻芯片在無(wú)線通信等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其性能的優(yōu)劣直接影響到通信信號(hào)的傳輸質(zhì)量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在射頻芯片的老化測(cè)試中，高壓放大器可以與射頻測(cè)試設(shè)備配合使用，為射頻芯片提供高電壓激勵(lì)信號(hào)，模擬芯片在長(zhǎng)時(shí)間工作過(guò)程中的老化情況。通過(guò)對(duì)射頻芯片的工作頻率、功率輸出、諧波失真等參數(shù)在老化前后的對(duì)比分析，評(píng)估射頻芯片在高電壓條件下的性能變化和可靠性，確保其在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性和可靠性。

圖：ATA-7000系列高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

高壓放大器在芯片老化測(cè)試中具有不可替代的重要作用。它能夠?yàn)樾酒峁└唠妷簯?yīng)力，實(shí)現(xiàn)精確的電壓控制與調(diào)節(jié)，并有效提高測(cè)試效率，廣泛應(yīng)用于功率芯片、模擬芯片、射頻芯片等多種芯片的老化測(cè)試場(chǎng)景。隨著芯片技術(shù)的不斷發(fā)展和對(duì)可靠性要求的日益提高，高壓放大器在芯片老化測(cè)試中的應(yīng)用將更加深入和廣泛，為芯片行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供有力保障。

審核編輯 黃宇