高壓IGBT的失效機(jī)理分析.pdf

1、自20世紀(jì)80年代起，現(xiàn)代功率半導(dǎo)體技術(shù)飛速發(fā)展至今，以IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）為代表的現(xiàn)代功率器件技術(shù)對于促進(jìn)傳統(tǒng)工業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。
　　IGBT是一種混合型的電力電子器件，具有工作頻率高，驅(qū)動電路簡單，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能電網(wǎng)、軌道交通以及家電等領(lǐng)域。近年來，人們對功率器件的失效問題越來越重視。本文基于與國

2、內(nèi)某半導(dǎo)體企業(yè)合作的項目，主要任務(wù)是針對場截止（Field Stop，F(xiàn)S）型IGBT芯片數(shù)值模型的建立以及IGBT模塊的失效分析工作，以促進(jìn)IGBT在國內(nèi)的發(fā)展。
　　1、本文在對IGBT結(jié)構(gòu)、工作原理、靜態(tài)及開關(guān)特性充分了解的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述和總結(jié)了IGBT各種可能的失效機(jī)理，著重對由閂鎖效應(yīng)和雪崩擊穿引起的失效問題進(jìn)行了深入的分析。例如，由IGBT發(fā)生動態(tài)雪崩時產(chǎn)生的電流絲，總結(jié)出過電壓失效的本質(zhì)是器件結(jié)溫過高而導(dǎo)致的熱失效

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　　2、本文通過對一個IGBT模塊實物作解剖測試分析，利用高壓源表、掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）、光學(xué)顯微鏡及微光顯微鏡（Emission Microscope，EMMI）對失效模塊中的IGBT芯片進(jìn)行電測試、去除封裝然后剝離芯片，通過EMMI測試對失效點(diǎn)進(jìn)行定位，對芯片切割、染結(jié)之后進(jìn)行SEM觀察，最后得出失效原因并提出改進(jìn)建議，完成IGBT失效分析的整個過程。