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IGBT及其子器件的四种失效模式

IGBT及其子器件的四种失效模式

点击数:7593 次   录入时间:08-25 08:07:38   整理:http://www.55dianzi.com   电子知识

    图7是晶体管的正向击穿特性,图7中的VT·是器件的损伤点,其定义有以下三种设定:

    (1)  器件的漏泄电流大于某一临界值即定为器件失效。但它忽略了硅熔融和氧化层的击穿;

    (2)器件出现强烈电压崩溃的二次击穿时定为器件失效,但有时器件达到大电流范围也不出现二次击穿。

    (3)              当器件的载流子碰撞电离Gi等于肖克莱—里德—霍尔(Shockley—Read—Hall)复合率,同时,总电流随电压反向增加时定为器件失效。

    为了验证第(3)种假设,予测二次击穿管点,用0.35um特征尺寸的功率集成电路工艺设计了ESD防护用的标准高压NPN管,并将基极—发射极接地。

    图8是NPN管测量的和用(2)假定来模拟的I-V特性。由图8可见,测量的损伤电流IT2=1.5A,而模拟值是1..8A,有较大误差。图9是用(3)假设外推的结果。其模拟值是1.52A,相当一致。

    图10是1A电流应力下,模拟显示该器件有两个热点。一个在收集极触点下,损伤电流IT2=1.52A;另一个热点在发射极之下,用外推法算出的损伤电流远大于2A。所以,首先出现导致失效的硅熔融点应在收集极。图11是该器件失效照片。证明此结果。

    本案例说明:(1)ESD防护器件的失效也是实际器件和电路失效的一种模式。(2)防护用的NPN管的损伤点可以用TCAD获得。



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