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N-Channel MOSFET 失效分析

2016-12-12  瀏覽量:1139

章銳華,王君兆

(深圳市美信檢測技術股份有限公司,深圳寶安,518108)

 

五十路

客戶反饋其生產的某批次產品出現不能正常開機的現象,對失效產品局部加熱後,產品又能恢復正常工作。

 

2 分析過程簡述

1)電性能測試

對電路進行排查,結果顯示失效樣品的器件Q2引腳信號出現異常,該器件為N-Channel MOSFET,具體表現為:NG樣品Q2的D極電位正常,但是對G極的反饋信號無動作。Q2不能正常工作致使電源電路的DC3.3V輸出下降,該輸出達不到設計要求,將會直接導致系統出現不能正常開機。

 

失效分析

圖1 正常樣品與失效樣品Q2 pin腳信號對比

 

2)外觀檢查和X-Ray透視

對樣品進行外觀檢查和X-Ray透視對比,未發現任何異常。

 

3)動態性能測試

測試結果顯示:VDS固定,當器件在VGS作用下,DS之間溝道打開,隨著VGS增大,ID也會隨之增大,NG樣品在DS之間溝道打開後,出現ID突然下降至0的情況,對其進行加熱,該功能性測試即可恢復正常,靜置壹段時間後,失效現象又會復現。出現上述現象的可能原因包括:a)Q2器件G與S之間存在漏電,導致加載在G端電壓下降至不足以開啟D與S之間的導電溝道;b)Q2器件D與S或者G與S之間存在開路。

 

失效分析失效分析
圖3 動態性能測試(VGS-IDD)

 

4)C-SAM+切片+SEM

C-SAM測試結果顯示NG樣品固晶層分層明顯;SEM確認了這壹現象:1)失效批次樣品的Q2固晶層出現明顯的分層不良;2)失效批次樣品的固晶層明顯比正常批次樣品厚。

 

失效分析失效分析
失效分析失效分析
圖4 SEM照片

 

3 總結與結論

由於客戶無法提供未使用過的失效批次Q2樣品,因此進壹步的驗證試驗無法開展,但是鑒於失效樣品具有明顯的批次性特征以及正常樣品未出現類似失效現象,本報告認為失效批次器件的本身質量問題是導致本次失效的直接原因,與器件組裝無關。

 

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