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N-Channel MOSFET 失效分析

發(fā)布時(shí)間:2019-11-21 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】客戶反饋其生產(chǎn)的某批次產(chǎn)品出現(xiàn)不能正常開機(jī)的現(xiàn)象,對(duì)失效產(chǎn)品局部加熱后,產(chǎn)品又能恢復(fù)正常工作。
 
1 失效背景
 
客戶反饋其生產(chǎn)的某批次產(chǎn)品出現(xiàn)不能正常開機(jī)的現(xiàn)象,對(duì)失效產(chǎn)品局部加熱后,產(chǎn)品又能恢復(fù)正常工作。
 
2 分析過(guò)程簡(jiǎn)述
 
1)電性能測(cè)試
 
對(duì)電路進(jìn)行排查,結(jié)果顯示失效樣品的器件Q2引腳信號(hào)出現(xiàn)異常,該器件為N-Channel MOSFET,具體表現(xiàn)為:NG樣品Q2的D極電位正常,但是對(duì)G極的反饋信號(hào)無(wú)動(dòng)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(dá)不到設(shè)計(jì)要求,將會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)不能正常開機(jī)。
 
N-Channel MOSFET 失效分析
圖1 正常樣品與失效樣品Q2 pin腳信號(hào)對(duì)比
 
2)外觀檢查和X-Ray透視
 
對(duì)樣品進(jìn)行外觀檢查和X-Ray透視對(duì)比,未發(fā)現(xiàn)任何異常。
 
3)動(dòng)態(tài)性能測(cè)試
 
測(cè)試結(jié)果顯示:VDS固定,當(dāng)器件在VGS作用下,DS之間溝道打開,隨著VGS增大,ID也會(huì)隨之增大,NG樣品在DS之間溝道打開后,出現(xiàn)ID突然下降至0的情況,對(duì)其進(jìn)行加熱,該功能性測(cè)試即可恢復(fù)正常,靜置一段時(shí)間后,失效現(xiàn)象又會(huì)復(fù)現(xiàn)。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的可能原因包括:a)Q2器件G與S之間存在漏電,導(dǎo)致加載在G端電壓下降至不足以開啟D與S之間的導(dǎo)電溝道;b)Q2器件D與S或者G與S之間存在開路。
 
N-Channel MOSFET 失效分析
圖3 動(dòng)態(tài)性能測(cè)試(VGS-IDD)
 
4)C-SAM+切片+SEM
 
C-SAM測(cè)試結(jié)果顯示NG樣品固晶層分層明顯;SEM確認(rèn)了這一現(xiàn)象:1)失效批次樣品的Q2固晶層出現(xiàn)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。
 
N-Channel MOSFET 失效分析
圖4 SEM照片
 
3 總結(jié)與結(jié)論
 
由于客戶無(wú)法提供未使用過(guò)的失效批次Q2樣品,因此進(jìn)一步的驗(yàn)證試驗(yàn)無(wú)法開展,但是鑒于失效樣品具有明顯的批次性特征以及正常樣品未出現(xiàn)類似失效現(xiàn)象,本報(bào)告認(rèn)為失效批次器件的本身質(zhì)量問(wèn)題是導(dǎo)致本次失效的直接原因,與器件組裝無(wú)關(guān)。
 
作者:章銳華,王君兆,轉(zhuǎn)載自:美信檢測(cè)官網(wǎng)
 
 
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