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(duì)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(dòng)電路簡(jiǎn)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(lái)，人們對(duì)功率器件的失效問(wèn)題越來(lái)越重視。本文基于與國(guó)

2、內(nèi)某半導(dǎo)體企業(yè)合作的項(xiàng)目，主要任務(wù)是針對(duì)場(chǎng)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(guó)內(nèi)的發(fā)展。
　　1、本文在對(duì)IGBT結(jié)構(gòu)、工作原理、靜態(tài)及開(kāi)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(duì)由閂鎖效應(yīng)和雪崩擊穿引起的失效問(wèn)題進(jìn)行了深入的分析。例如，由IGBT發(fā)生動(dòng)態(tài)雪崩時(shí)產(chǎn)生的電流絲，總結(jié)出過(guò)電壓失效的本質(zhì)是器件結(jié)溫過(guò)高而導(dǎo)致的熱失效

3、。
　　2、本文通過(guò)對(duì)一個(gè)IGBT模塊實(shí)物作解剖測(cè)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(duì)失效模塊中的IGBT芯片進(jìn)行電測(cè)試、去除封裝然后剝離芯片，通過(guò)EMMI測(cè)試對(duì)失效點(diǎn)進(jìn)行定位，對(duì)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(gè)過(guò)程。