發(fā)布時間：2017-03-16 22:08

  本文關(guān)鍵詞：高壓IGBT的失效機理分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自20世紀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)對于促進傳統(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)動電路簡單,熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點,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,人們對功率器件的失效問題越來越重視。本文基于與國內(nèi)某半導(dǎo)體企業(yè)合作的項目,主要任務(wù)是針對場截止(Field Stop,FS)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IGBT在國內(nèi)的發(fā)展。1、本文在對IGBT結(jié)構(gòu)、工作原理、靜態(tài)及開關(guān)特性充分了解的基礎(chǔ)上,詳細闡述和總結(jié)了IGBT各種可能的失效機理,著重對由閂鎖效應(yīng)和雪崩擊穿引起的失效問題進行了深入的分析。例如,由IGBT發(fā)生動態(tài)雪崩時產(chǎn)生的電流絲,總結(jié)出過電壓失效的本質(zhì)是器件結(jié)溫過高而導(dǎo)致的熱失效。2、本文通過對一個IGBT模塊實物作解剖測試分析,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)對失效模塊中的IGBT芯片進行電測試、去除封裝然后剝離芯片,通過EMMI測試對失效點進行定位,對芯片切割、染結(jié)之后進行SEM觀察,最后得出失效原因并提出改進建議,完成IGBT失效分析的整個過程。3、設(shè)計出一套基于芯片層面的失效分析流程,以及對應(yīng)的測試分析方法,并建立標準化的IGBT模塊分析規(guī)范,為今后芯片在生產(chǎn)、封裝及應(yīng)用過程中可能出現(xiàn)的相關(guān)問題提供行之有效的分析手段,對IGBT芯片的失效分析有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：IGBT 閂鎖 失效機理 參數(shù)測試 電流絲
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN322.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 選題背景10-11
• 1.2 電力電子器件的發(fā)展歷史及趨勢11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文研究內(nèi)容14-15
• 第二章 IGBT的結(jié)構(gòu)及工作原理15-25
• 2.1 IGBT的基本結(jié)構(gòu)15-17
• 2.2 IGBT的工作原理17-18
• 2.3 IGBT的基本特性18-21
• 2.3.1 正向?qū)?/span>18-20
• 2.3.2 正向阻斷特性20-21
• 2.3.3 反向阻斷特性21
• 2.4 動態(tài)特性21-23
• 2.4.1 IGBT的開通21-22
• 2.4.2 IGBT的關(guān)斷22-23
• 2.5 安全工作區(qū)23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第三章 IGBT的失效理論25-39
• 3.1 IGBT失效機理25
• 3.1.1 失效標準25
• 3.1.2 失效種類25
• 3.2 芯片缺陷與制造工藝引發(fā)失效25-26
• 3.3 外部過應(yīng)力造成的失效26-30
• 3.3.1 過電應(yīng)力失效26-28
• 3.3.2 靜電失效28-29
• 3.3.3 電荷效應(yīng)及電子遷移引發(fā)失效29-30
• 3.4 閂鎖失效30-33
• 3.4.1 靜態(tài)閂鎖失效30-32
• 3.4.2 動態(tài)閂鎖失效32-33
• 3.5 雪崩失效33-37
• 3.5.1 靜態(tài)雪崩失效33-34
• 3.5.2 動態(tài)雪崩失效34-37
• 3.6 封裝失效37-38
• 3.6.1 焊料層疲勞失效37-38
• 3.6.2 引線鍵合失效38
• 3.7 本章小結(jié)38-39
• 第四章 功率IGBT模塊的失效分析39-51
• 4.1 IGBT的一般失效分析手段39-42
• 4.1.1 利用X射線檢測IGBT模塊焊接及打線缺陷39
• 4.1.2 電測39-41
• 4.1.3 利用超聲掃描顯微鏡分析器件封裝時的分層缺陷41-42
• 4.1.4 SEM分析42
• 4.2 失效分析中的化學(xué)方法42-44
• 4.2.1 去除封裝42-43
• 4.2.2 去鈍化層43
• 4.2.3 器件的剝層43-44
• 4.3 IGBT模塊失效分析44-49
• 4.3.1 模塊整體電測45-46
• 4.3.2 分離芯片電測46-47
• 4.3.3 鏡檢47-48
• 4.3.4 失效原因查找48-49
• 4.4 IGBT的一般失效分析流程49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第五章 全文總結(jié)及展望51-52
• 致謝52-53
• 參考文獻53-56
• 攻碩期間取得的研究成果56-57

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王醒東;林中山;張立永;夏芳敏;孔梅梅;;掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)及對樣品的制備[J];廣州化工;2012年19期

2 葉立劍;鄒勉;楊小慧;;IGBT技術(shù)發(fā)展綜述[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年11期

  本文關(guān)鍵詞：高壓IGBT的失效機理分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：252400