如前文所述，SiC MOS 器件的栅氧失效既包含内在成分，也包含外在成分，在实际应用中通常只有外在（非本征）缺陷才会导致早期的现场失效，因此，在工艺完成后必须通过诸如栅压筛查等流程剔除具有关键外在缺陷的器件。
与上一节所述的慢速栅极电压步进应力试验类似，英飞凌开发了一种更加实用且速度更快的测试方法，即快速栅极电压步进应力试验 (Fast Gate Voltage Step-Stress Test)，能够在数分钟内评估任意SiC MOSFET 器件的可筛查能力，从而判断其外在栅氧可靠性。
可筛查能力 = Vmax screen / VGS,use = Vdeg / VGS,use
该试验同样包含与慢速栅极电压步进应力试验类似的重复应力偏置与参数读取流程，但其重点在于阈值电压VTH的退化行为，并采用毫秒级的步进应力脉冲长度 (图9)，在施加第一段VGS,use应力脉冲后，测量器件的初始VTH，该初始值将作为后续所有VTH读出的参考基准，然后应力脉冲以1V逐级增加直至器件失效，每次应力脉冲后需读取VTH，试验结束后将得到VTH漂移与应力脉冲电压的关系 (图10)，需要注意该漂移曲线对脉冲长度和测量温度高度敏感，文中测试是在室温下采用毫秒级应力脉冲进行的。
从VTH随应力偏置变化的漂移可以看出，试验前期通常会观察到VTH小幅上升，这是由于正偏置温度不稳定性 (PBTI) 引起的适度且可恢复的电荷俘获。但当脉冲电压达到某一特征值后，VTH会突然反向漂移，甚至可能低于初始值，从该电压开始，栅氧由于碰撞电离而发生永久性损伤不再具备可恢复性。这一导致栅氧永久退化的起始电压，代表了在不引发器件退化的前提下，可施加于被测样品的筛查电压上限，该电压相对于器件使用电压越高，筛查外在缺陷的效率就越高，器件在现场应用中预期的早期现场失效率（FIT 率）也就越低。
FIT定义：Failures In Time, 1FIT = 10亿个器件运行10亿小时，发生一次失效。FIT率 = (观察到的失效次数 × 109) ÷ (器件总数量 × 总运行小时数)。例如现在有1000个器件进行老化试验，运行到1000h的时候观察到了1个失效，那么FIT率 =（1 × 109）÷（1000 × 1000）= 1000 FIT，这表明每10亿颗器件运行10亿小时，预计会发生1000次失效。
ppm：parts per million, 表示每百万颗器件中的失效数量，通常针对特定时间段（如设计寿命或质保期），ppm=（失效器件数÷器件总数）× 106
FIT与ppm换算关系：1ppm = FIT × (设计寿命小时数 ÷ 109) × 106。
根据表1，图11 给出了对英飞凌器件以及2024 年市面上不同竞品进行快速栅极电压步进应力试验后所提取的退化起始电压Vdeg，可以看出不同厂商器件的Vdeg差异显著，这反映了它们栅氧本体厚度以及可筛查能力的不同，显然英飞凌器件表现出最高的Vdeg，这表明只要在Vscreen ≤ Vdeg前提下，英飞凌器件能够承受更高的筛查栅极电压。
可筛查效率取决于最大筛查电压与器件使用电压之间的比值，基于数据手册中给出的推荐使用栅极电压VGS,use，该比值可由Vdeg / VGS,use得到 (图12)。
假设各厂商外在缺陷密度相当，最大筛查电压与推荐使用栅极电压之比 (Vdeg / VGS,use)，可进一步转换为筛查后的基准FIT率，尽管图12中所示的电压比值在数值上看似相近，但由于该比值与筛查效率之间呈指数关系，筛查后剩余的FIT率相对于M1会表现出显著差异，如图13所示，相比竞品，英飞凌器件的预期栅氧FIT率，最高可低约4个数量级。
基准FIT率 (template FIT rate)：在"各厂商外在缺陷密度相同"这一假设下的基准失效率，目的是剥离实际工艺差异，纯粹评估器件设计架构（如栅氧厚度、沟槽结构）对可靠性的影响。
本公众号内容基于英飞凌2025年10月发布的《英飞凌如何控制和保证基于SiC的功率半导体器件的可靠性白皮书》进行整理、分析与解读，版权归原作者所有，本文仅作学术交流与技术讨论，不构成对原文的实质性替代，详细内容请阅读原文，如有不当引用请联系删除。
