TVS短路失效机理分析

常用电路保护器件的主要失效模式为短路,瞬变电压抑制器(TVS)亦不例外.TVS一旦发生短路失效,释放出的高能量常常会将保护的电子设备损坏,这是TVS生产厂家和使用方都想极力减少或避免的情况.通过对TVS筛选和使用短路失效样品进行解剖观察获得其失效部位的微观形貌特征.结合器件结构、材料、制造工艺、工作原理、筛选或使用时所受的应力等,采用理论分析和试验证明等方法分析导致TVS器件短路失效的原因.分析结果表明引发TVS短路失效的内在质量因素包括粘结界面空洞、台面缺陷、表面强耗尽层或强积累层、芯片裂纹和杂质扩散不均匀等,使用因素包括过电应力、高温和长时间使用耗损等.     

金属电迁移测试过程中的电介质击穿效应

金属互连电迁移有断路失效和短路失效两种常规失效模式,其中短路失效是由于发生了析出效应.目前对电迁移断路失效的研究较多,但是对于析出效应(短路失效)的研究较少.研究发现在金属电迁移析出效应监测过程中易产生两种电介质击穿效应,分别为在实验刚开始发生的瞬时电介质击穿(TZDB)效应和测试过程中产生的时间依赖性电介质击穿(TDDB)效应.此外,电介质层材料的介电常数值越高,其耐电介质击穿的能力越高.析出效应的监测电场强度的设定值应该同时考虑电介质层材料与测试结构的特性,监测电场强度的设定范围建议为0.15～0.24 MV/cm,以防止在析出效应监测过程中发生电介质击穿,混淆两种不同的失效机理,造成误判.     

华润上华600V和1700V lGBT工艺平台开发成功

华润微电子有限公司旗下的华润上华科技有限公司（后简称“华润上华”）宣布已开发完成600V和1700VPlanarNPTIGBT（平面非穿通型绝缘栅双极晶体管）以及600VTrenchPTIGBT（沟槽穿通型绝缘栅双极晶体管）工艺平台，各项参数均达到设计要求，并顺利通过可靠性考核。     

片式电感器筛选方法

概述了电感器的发展历程,重点介绍模压片式电感器、叠层片式电感器的结构特点,以及工艺条件对固有可靠性的影响,并对以上两种类型电感器主要失效模式及其失效机理进行了简要分析,针对电感器三种主要失效模式:电性能参数退化、开路、短路,设计了模压片式和叠层片式电感器的筛选方案,并取得一定效果.     

一种新的失效分析技术——光辐射检测技术

光辐射检测技术是一种新的失效分析技术，它能确定器件失效部位，区分失效机理，还可以进行光谱分析。这项技术可用来研究器件的ＰＮ结退化，寄生晶体管效应，热电子退化、、Ｉ／Ｏ保护电路中的ＥＳＤ技术，介质层漏电和击穿退化等，具有灵敏度高，非接触，非破坏的特点。本文对光辐射检测技术及其在器件失效分析方面的应用情况作了一个全面的介绍。     

应力诱发的电迁移失效分析

电迁移是半导体器件常见的失效机理,可以导致金属的桥连或者产生空洞,引起短路或者开路等互连失效.总结了两种典型的电迁移失效模式:热电迁移和电化学迁移,阐述了两种电迁移的失效应力诱发条件,以及失效分析方法.通过失效分析案例研究,加深对两种失效机理的认识并提供电迁移失效分析的基本思路.     

CMOS集成电路与栅氧有关的突然失效

本文探讨了CMOS晶体管在静态偏压-温度老化下产生的突然失效。在试验时出现的失效模式是栅和衬底之间发生的短路,以及栅开路。随后失效分析揭示了铝与栅氧之间互相作用是失效机理。最后指出P~+区的缺陷是引起所观察到的失效现象的原因。     

耿氏二极管的几种失效模式及其机理分析

介绍了耿氏二极管的工作原理及其基本结构,通过外观检查、电特性测试、环境试验、内部目检、X射线及扫描电镜(SEM)检查等失效分析手段和方法,针对耿氏二极管在使用过程中较常出现的短路、开路及管帽脱落等失效模式及失效机理进行了分析和讨论,并根据上述几种失效模式对应的机理,指出了避免失效的一些措施,对该器件的制造商和使用者具有一定的参考价值.     

基于高压大电流模块应用的3300V软穿通快速IGBT的设计

设计了3 300V/50A的软穿通型IGBT芯片(SPT IGBT),利用数值仿真软件MEDICI对其各项特性进行了仿真研究,包括静态特性、开关特性、动态雪崩特性、短路特性、电容特性和闩锁特性,在满足设计需求的同时重点进行动态失效特性仿真,验证了该器件的可靠性。仿真结果显示,器件的额定工作电流为50A、正向阻断电压为4 178.8V、阈值电压VTH为7.8V、导通压降为2.67V、短路电流为857A、工作电流为100A时的雪崩耐量为1.755J。利用局域载流子寿命控制的方法对器件进行优化后,器件的正向阻断电压仍为4 178.8V,导通压降为4.13V,没有明显的改变,关断时间由6 725.75ns降低到了1 006.49ns,关断速度提高了568%,大大提高了器件的性能,降低了损耗。     

不同保护层结构TO塑封电阻器的过载性能

TO塑封电阻器主要用于耗散脉冲能量，其可靠性的高低会影响电子系统的稳定运行。根据TO247和TO263两种典型封装结构建立了过载时等效电阻模型，通过采用低温或中温包封浆料与硅胶等材料，制备了四种保护层结构，并对1～1 000Ω的典型阻值进行直流过载试验。研究结果表明：当施加电压约为1.5倍额定电压时，保护层结构为中温包封层和硅胶层的电阻器过载后变为开路失效模式，其可靠性优于其他三种产生短路失效模式的电阻器，理论模型推导与试验结果一致。该研究对TO功率器件的制造和应用具有一定的指导意义。