宽禁带半导体器件失效分析指南

📚 共计 30 章节

宽禁带半导体概述

什么是宽禁带半导体 · SiC/GaN特性对比 · SiC MOSFET/GaN HEMT应用领域

SiCGaN材料对比

失效分析基础

定义与目的 · 一般流程 · 关键技术：无损/有损分析、电学测试

流程无损检测电学

SiC MOSFET 典型失效模式

栅极氧化层击穿 · 体二极管退化 · 阈值漂移 · 短路/雪崩失效

栅氧体二极管雪崩

GaN HEMT 典型失效模式

电流崩塌 · 栅极漏电 · 击穿退化 · 热失效 · 关态漏电

电流崩塌栅漏热失效

失效分析工具与设备

OM · SEM · FIB · X射线 · 热成像 · 功率循环测试台

SEMFIB热成像

电学测试方法

I-V/C-V特性 · 栅极漏电流 · 击穿电压 · 开关特性测试

物理失效分析技术

芯片开封 · 层间剥离 · 截面分析 · 染色试验（热点检测）

开封截面热点

栅极氧化层失效分析

TDDB击穿机理 · 斜坡/恒压法 · 漏电流增大 · 栅阻降低

TDDB栅氧漏电

体二极管退化分析

双极退化机理 · 正向压降变化 · 反向恢复退化 · 案例

体二极管退化案例

阈值电压漂移分析

BTI · PBTI · NBTI · 恢复效应

BTI阈值漂移可靠性

电流崩塌分析

GaN HEMT 电流崩塌机理 · 陷阱效应 · 双脉冲测试 · 抑制技术

电流崩塌陷阱双脉冲

热失效分析

热阻测量 · 结温估算 · 热循环/冲击 · 热机械应力失效

热阻结温热循环

封装失效分析

键合线脱落 · 焊料空洞 · 芯片裂纹 · 分层 · 材料老化

封装键合分层

静电放电（ESD）失效

HBM/CDM/MM模型 · SiC/GaN ESD敏感度 · 失效特征

辐射效应失效

单粒子效应 · 总剂量 · 位移损伤 · 中子辐射影响

短路失效分析

短路耐受时间(SCWT) · 失效机理 · 测试方法 · 特征

短路SCWT耐受

雪崩失效分析

雪崩击穿机理 · EAS耐受 · 失效特征 · UIS测试

时间相关介质击穿 (TDDB)

E模型/1/E模型 · 加速寿命测试 · 寿命预测

TDDBE模型寿命

热载流子注入 (HCI) 效应

HCI机理 · 对SiC/GaN的影响 · 测试方法

HCI热载流子退化

失效分析报告撰写

报告结构 · 数据呈现 · 结论建议 · 案例模板

报告模板呈现

SiC MOSFET 栅极驱动失效

驱动过冲 · 米勒平台 · 栅极振荡 · 驱动电路设计缺陷

驱动米勒振荡

GaN HEMT 栅极驱动失效

栅极电压限制 · 动态导通电阻 · 寄生参数 · 死区时间

GaN驱动动态Ron死区

功率循环与温度循环失效

功率循环测试 · 温度循环 · 失效判据 · 寿命模型

功率循环温度循环寿命

湿气与腐蚀失效

湿气侵入 · 电化学迁移 · 腐蚀机理 · 防护措施

湿气腐蚀电化学

电迁移失效

电迁移机理 · SiC/GaN中的电迁移 · 测试 · 寿命评估

电迁移EM寿命

失效分析中的统计分析

威布尔分布 · 浴盆曲线 · 失效率 · 置信区间

威布尔浴盆曲线统计

失效分析案例1：SiC MOSFET 栅极短路

从现象到根因 · 栅极短路失效分析全流程

案例栅极短路SiC

失效分析案例2：GaN HEMT 功率循环失效

从现象到根因 · 功率循环失效分析

案例功率循环GaN

失效分析案例3：SiC MOSFET 雪崩失效

从现象到根因 · 雪崩失效分析

案例雪崩SiC

失效分析案例4：GaN HEMT 电流崩塌失效

从现象到根因 · 电流崩塌失效分析

案例电流崩塌GaN