半导体器件寿命测试

半导体器件寿命测试

0 前言

大功率半导体激光器的应用领域越来越广泛，其可靠性非常重要，且寿命是

衡量可靠性的重要指标之一。然而，大功率激光器的工作寿命还没有一个国际

标准定义，也没有标准的加速检测方法。大量长寿命的无Al 激光器的高温加

速老化寿命试验也是在假定了激活能的基础上进行的，这样进行试验由于不知

道不确定失效的机理，得到的寿命数据也是不能令人信服的。本文基于加速寿

命试验的基本概念，参考普通半导体器件寿命测试方法，通过两次高温加速老化，绘制激光器的老化曲线，计算出激活能，然后利用所求的激活能通过统计

学的方法，反推出室温下器件的寿命值。 1 试验与计算分析本试验分别在40、80℃下对20 只随机抽取的波长808 nm 的无Al 连续输出功率为1 W 的单管激光器进行1.2 A 恒流老化。老化前抽出10 只在室温下进行P-I-Y 测试，如图1 所示。

加速老化试验过程分两个方面同时进行，一半器件用半导体激光器功率老化

设备进行40℃(不控温)下的老化，由探测器定时自动采集光功率相对值并由电

脑记录；另外一半放置于温度设定为80℃的高低温试验箱中通过探测器手工定时采集激光器的功率。两次试验电流恒定控制为1.2 A。图2 和图3 为老化过程中的功率退化曲线。

试验中规定相对功率下降30％为激光器失效时间。40℃下的中位寿命为3 000 h；80℃下的中位寿命为330 h。器件失效从根本上讲都是基本的物理化学过程，而温度对于许多物理化学过程来讲都是一个重要因素，温度升高以后，

这些变化过程大大加快，器件失效过程被加速，试验总结出来阿列尼乌斯(Arrhenius)经验公式