【功率器件】失效分析简介

丨分析服务简介

       从材料角度、工艺制程角度、使用存储环境角度查找缺陷，定位失效点，从而找出失效的原因，并针对失效原因提出可行的改善建议。

丨分析服务范围

       涵盖MOSFET、IGBT、DIODE、BJT，第三代半导体器件（SiC、GaN）等分⽴器件，以及上述元件构成的功率模块。出现的短路/阻性失效分析、开路失效分析、耐压值降低失效分析、漏电流超标失效分析、饱和电压增大失效分析、开启电压漂移失效分析、导通电阻增大失效分析。以及常见的键合、粘结料、引线框架涂镀层、电极铝熔融、金属化接触、元胞质量及结构均匀性、栅氧退化等导致的失效分析

丨分析服务标准

       GJB 548B-2005微电⼦器件试验⽅法和程序

       GJB 8897-2017军⽤电⼦元器件失效分析要求与⽅法

       QJ 3065.5-98元器件失效分析管理要求

丨分析服务流程

       一、失效信息背景调查，充分了解器件失效现象（不工作/导致上下端工作异常/异常引脚锁定）、失效比例（偶然/集中一批）、使用环境（户外/海边/高海拔等）、失效发生阶段（新产品/成熟产品）、工艺材料变更信息，这些都会有助于快速锁定问题根源。

       二、制定失效分析方案，根据提供背景信息结合技术经验，制定有针对性的分析方案可以降低失效分析成本，加快失效分析进度，提高失效分析成功率。同时对各种可能的原因准备相应的处理措施。（制定的方案不会是一成不变的，实际分析项目会根据新发现的现象和分析结果及时调整）

       三、通过各种非破坏、半破坏、破坏性试验确定失效位置，这里需要高超的制样技巧和设备精度，目的是最大限度地防止把被分析器件的真正失效因素、迹象丢失或引入新的失效因素，以期得到客观的分析结论。

       四、根据失效位置形貌、元素成份、物理结构，结合失效背景、技术经验，推断导致失效可能原因，并逐个排查最终找到失效根因形成逻辑闭环。

       五、预防与改进措施建议，客户往往忽略这一点，根据失效原因进行重现及提出改进措施（更优原材料、优化工艺参数、器件结构改进、更合理的测试方法及条件、更严格的质量监控等）最终关闭此问题点。

丨分析服务周期

      1周~2周

丨常见测试内容

1、电学性能测试

       IF、UR、IR，VSD、IDSS、BVDSS、IGSS、VGS（TH）、RDS（ON）、VDS（ON），RG、CIES、COES，Td（ON）、Tr、Td（OFF）、Tf、EON、EOFF、Trr、Qrr、Irrm、QG，Rth（j-c）等静态、动态参数

2、塑封料

       注塑工艺评价、缺陷查找、胶水基材种类、有无污染物、气泡，气密性评估、胶水耐热性、ESD元素分析、FTIR红外光谱分析

3、粘结料涂覆及固晶制程

       粘结料涂覆工艺评价、缺陷查找、成份分析、空洞率、厚度，固晶工艺评价、顶针痕、吸嘴印、芯片平整度、污染物检测、钝化层损伤

4、芯片

       芯片工艺观察、清洁度检查、耐压环及元胞微观结构测量、缺陷定位、缺陷暴露、抗静电能力检测

5、引线键合

       引线键合工艺评价、一焊和二焊形貌观测、键合接触面微观形貌观测、键合IMC健康检测、弧形弧高测量、键合线直径测量、成份鉴定、PAD成份结构观测

6、引线框架

       引线框架（含DBC等各种材质）涂镀层厚度测量、成份检测、工艺评价、缺陷查找、变色变粗糙等老化原因分析