在半導(dǎo)體器件檢測(cè)中，芯片失效分析一直是工程師關(guān)注的重點(diǎn)。尤其是 IGBT失效分析，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到功率器件的壽命與可靠性。本文分享一個(gè)在熱發(fā)射顯微鏡下（Thermal EMMI) 芯片失效分析案例，展示我們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò) IV測(cè)試 與 紅外熱點(diǎn)成像，快速鎖定 IGBT 模組的失效點(diǎn)。

一、樣品背景

本次我們測(cè)試的對(duì)象是一顆 表面灌注硅凝膠的 IGBT 模組?？蛻?hù)要求進(jìn)行 C-GE 測(cè)試（集電極 C 接正極，柵極 G 與發(fā)射極 E 短接為負(fù)極），電壓最大允許達(dá)到 700V，同時(shí)電流需盡量控制在 80μA 以?xún)?nèi)。這類(lèi)條件在功率器件失效分析中還是比較常見(jiàn)的。

二、IV 測(cè)試驗(yàn)證
由于客戶(hù)未明確告知樣品的電性狀態(tài)，僅提示可承受最高 700V，因此致晟光電失效分析測(cè)試工程師首先選擇 低電壓范圍（0~200V） 進(jìn)行 IV 曲線(xiàn)掃描，避免樣品短路風(fēng)險(xiǎn)。

致晟光電IV 0~200V@0.08mA

根據(jù)IV 測(cè)試結(jié)果來(lái)看，當(dāng)電壓升至 約 55V 時(shí)，電流就已達(dá)到 80μA，表現(xiàn)出明顯的 漏電狀態(tài)這意味著無(wú)需施加更高電壓，僅在 200V 以下 就能判斷出其失效特征。

三、熱點(diǎn)成像分析
由于表面覆蓋硅凝膠，紅外成像最初較為模糊。但在經(jīng)過(guò)調(diào)試優(yōu)化后，芯片分布依然可以清晰呈現(xiàn)。隨著測(cè)試推進(jìn)，我們獲得了以下熱點(diǎn)結(jié)果：

致晟光電 0.2倍相位合成圖/0.2 倍鏡頭下：熱點(diǎn)集中在 IGBT 芯片終端環(huán)。 0.8 倍鏡頭放大后：熱點(diǎn)位置更為聚焦。 3 倍鏡頭進(jìn)一步觀(guān)察：熱點(diǎn)幾乎完全鎖定在終端環(huán)處。

最終結(jié)論：該 IGBT 模組的失效點(diǎn)位于 芯片終端環(huán)區(qū)域。

四、總結(jié)
通過(guò) IV 曲線(xiàn)驗(yàn)證 與 紅外熱點(diǎn)成像 的結(jié)合，我們不僅快速確認(rèn)了器件的漏電特征，還精準(zhǔn)定位了失效點(diǎn)。本案例也再次證明了：低電壓預(yù)判+多倍率紅外成像 是功率器件失效分析中非常高效的手段。

寫(xiě)在最后
很多工程師在調(diào)試 IGBT 時(shí)，可能也遇到過(guò)“電壓沒(méi)上去，電流先失控”的情況。你們?cè)趯?shí)際測(cè)試中，會(huì)優(yōu)先采用 高壓直測(cè)，還是像致晟光電失效分析測(cè)試工程師們這樣先做低電壓預(yù)判 呢？歡迎各位大佬在評(píng)論區(qū)交流你的經(jīng)驗(yàn)~要是對(duì)我們致晟光電thermal emmi設(shè)備感興趣的話(huà)，也可以訪(fǎng)問(wèn)我們門(mén)戶(hù)網(wǎng)站～

審核編輯 黃宇