在功率半导体（IGBT, MOSFET）中，电流密度往往非常高。当电流流过芯片内部的金属互连线（如铝线或铜线）时，电子就像一阵猛烈的“风”，不断撞击金属原子，把原子吹跑。这种现象就叫电迁移（Electromigration, EM）。久而久之，金属线会变细甚至断裂，导致芯片开路失效。
电迁移的微观机理：空洞与小丘
电迁移会导致两种典型的物理缺陷：
- 空洞 (Voids)： 在电子流出的方向（阴极），原子被带走，形成空洞。这会导致电阻增加，最终断路。
- 小丘 (Hillocks)： 在电子堆积的方向（阳极），原子堆积起来，形成突起的小丘。这可能会刺破绝缘层，导致层间短路。
Black方程：寿命预测的金钥匙
电迁移的寿命（MTTF）遵循著名的Black方程：
$$MTTF = A \cdot J^{-n} \cdot e^{\frac{E_a}{kT}}$$
- J (电流密度)： 电流越大，寿命越短（指数级影响）。
- T (温度)： 温度越高，原子越容易移动，寿命越短。
因此，EM测试通常在高温（如200℃+）和高电流密度下进行加速。
功率器件中的特殊应用
相比逻辑芯片，功率器件的EM测试更关注：
1. 顶部金属层 (Top Metal)： 功率器件的源极（Source）通常覆盖着厚厚的铝层或铜层，承载着安培级的大电流，是EM失效的重灾区。
2. 键合线接触点： 键合线与焊盘的结合处电流拥挤效应明显，容易发生EM失效。
总结
电迁移是物理规律，无法消除，只能延缓。通过EM测试，我们可以验证芯片布线宽度是否足够、金属材料（如由铝改铜）是否耐受，从而确保功率器件在长达15年的生命周期内不会“断电”。
深圳德垲具备晶圆级（WLR）及封装级电迁移测试能力。我们拥有高精度的恒流源及高温炉，能够执行符合JEDEC JESD61标准的EM加速试验，并计算出精确的Ea（激活能）和n值，为芯片设计提供工艺改进依据。
