IGBT失效分析技術(shù).pdf

1、自20世紀(jì)60年代起，電力電子技術(shù)的出現(xiàn)為提高能源利用率，實(shí)現(xiàn)電能變換以及實(shí)施各國(guó)的新能源戰(zhàn)略開(kāi)辟了新的道路?，F(xiàn)今，電力電子技術(shù)的發(fā)展極大的幫助了人類實(shí)現(xiàn)對(duì)自然資源的合理、高效以及可持續(xù)利用。
　　目前，以IGBT（Insulated Gate Bipolat Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）和功率MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金屬-氧化

2、層?xùn)艌?chǎng)效應(yīng)管)為首的大功率器件是各種電力電子裝置的核心。當(dāng)電力電子裝置出現(xiàn)故障時(shí)，經(jīng)常是由于電力電子器件發(fā)生損壞。因此，透徹的了解電路系統(tǒng)并合理地使用功率器件，不但可以規(guī)避裝置故障風(fēng)險(xiǎn)，也可以更好地利用器件的電壓、電流裕量，提高器件利用率。反過(guò)來(lái)，研究器件在不同應(yīng)用條件下的失效模式，則可以更好地理解器件工作原理以及失效情況，提高器件實(shí)際應(yīng)用壽命。
　　近年來(lái)，對(duì)器件的失效分析已經(jīng)成為電力電子領(lǐng)域中一個(gè)研究熱點(diǎn)。本論文基于現(xiàn)代電力電

3、子裝置中應(yīng)用最廣的IGBT器件，利用靜態(tài)測(cè)試儀371b、SEM(Scanning ElectronMicroscope，掃描電子顯微鏡)、EDX（Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy、能量色散X射線光譜儀）、FIB（Focused Ion beam，聚焦離子束）切割、TEM（Thermal EmmisionMicroscope，高精度熱成像分析儀）等多種分析手段對(duì)模塊應(yīng)用當(dāng)中失效的IGBT芯片進(jìn)行電特

4、性分析、芯片解剖并完成失效分析，并基于相應(yīng)的失效模式提出了封裝改進(jìn)方案。
　　1.對(duì)于柵極失效的情況，本論文先經(jīng)過(guò)電特性測(cè)試完成預(yù)分析，并利用THEMOS分析出柵極漏電流通路，找到最小點(diǎn)并進(jìn)行失效原因分析，針對(duì)相應(yīng)原因提出改進(jìn)方案。
　　2.針對(duì)開(kāi)通與關(guān)斷瞬態(tài)過(guò)電流失效，采用研磨、劃片等手段進(jìn)行芯片的解剖。并用SEM與EDX對(duì)芯片損傷程度進(jìn)行評(píng)估分析，以文獻(xiàn)為參考進(jìn)行失效原因分析，利用saber仿真進(jìn)行失效原因驗(yàn)證。