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          IGBT及其子器件的幾種失效模式

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          作者:劉鹿生 時(shí)間:2008-01-11 來(lái)源:電子元器件網(wǎng) 收藏

          摘要:本文通過(guò)案例和實(shí)驗(yàn),概述了四種IGBT及其子器件的失效模式:MOS、IGBT-MOS、IGBT有限次連續(xù)短路脈沖沖擊的和靜電保護(hù)用高壓npn管的。

          關(guān)鍵詞:    

          1、  引言

            IGBT及其派生器件,例如:IGCT,是MOS和雙極集成的混合型半導(dǎo)體功率器件。因此,IGBT的失效模式,既有其子器件MOS和雙極的特有失效模式,還有混合型特有的失效模式。MOS是靜電極敏感器件,因此,IGBT也是靜電極敏感型器件,其子器件還應(yīng)包括靜電放電(SED)防護(hù)器件。據(jù)報(bào)道,失效的半導(dǎo)體器件中,由靜電放電及相關(guān)原因引起的失效,占很大的比例。例如:汽車(chē)行業(yè)由于失效而要求退貨的器件中,其中由靜電放電引起的失效就占約30%。

            本文通過(guò)案例和實(shí)驗(yàn),概述IGBT及其子器件的四種失效模式:

          (1)       MOS;

          (2)       IGBT——MOS;

          (3)       IGBT壽命期內(nèi)有限次連續(xù)短路脈沖沖擊的累積損傷;

          (4)       靜電放電保護(hù)用高壓npn管的。

          2、  MOS柵擊穿

            IGBT器件的剖面和等效電路見(jiàn)圖1。

            由圖1可見(jiàn),IGBT是由一個(gè)MOS和一個(gè)npnp四層結(jié)構(gòu)集成的器件。而MOS是金屬—氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管的簡(jiǎn)稱(chēng)。其中,氧化物通常是硅襯底上氧化而生成的SIO2,有時(shí)還迭加其他的氧化物層,例如Si3N4,Al2O3。通常設(shè)計(jì)這層SiO2的厚度ts:{{分頁(yè)}}

            微電子系統(tǒng):ts<1000A電力電子系統(tǒng):ts≥1000A。

            SiO2,介質(zhì)的擊穿電壓是1



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