Ag电化学迁移引发肖特基二极管烧毁的失效机理分析

摘要：电子元器件被广泛的应用于人们的生产和生活的各种装置中，是社会进步发展必不可少，具有极为重要的作用。

然而各类电子元器件在使用过程中不可避免地会出现失效现象。

因此分析元器件失效原因和老化机理，并提出可行的老化方法就显得尤为重要。

关键字：老化机理，失效原因Abstract：Electronic components are widely used in people's production and life, is essential for social progress and development, an extremely important role. However, the use of various electronic components will inevitably occur during the failure phenomenon. Therefore, the aging analysis of the causes and mechanisms of component failure, and put forward feasible method of aging is particularly important.Keyword：Aging mechanisms，failure causes1引言电子元器件在各种电子产品中有广泛的应用。

电子产品都有一定的使用寿命，这与电子元器件的寿命密切相关。

电子元器件在使用的过程有可能出现故障，即失去了原有的功能，从而使电子产品失效。

电子产品的应用十分的广泛，是生产生活所不能缺少的重要部分。

因此研究电子元器件的失效原因和老化机理，并提出可行的老化方法就具有重要意义。

老化是一种方法，即给电子元器件施加环境应力试验。

若了解电子元器件的老化机理就能提出可靠的老化，就可以剔除产生出有缺陷将会早期失效的元器件，因而保证了出产产品的使用寿命。

肖特基二极管击穿的原因
肖特基二极管（Schottky diode）是一种特殊的二极管，其击穿是指在正向偏置状态下，电压超过一定阈值时，电流突然急剧增加的现象。

肖特基二极管的击穿原因可以从以下几个方面进行解释。

肖特基二极管击穿的原因之一是电场击穿。

当电压升高到一定程度时，由于电子在P区与N区的结界面上发生冲击电离，产生了大量的自由电子和空穴，使得电流急剧增加。

在击穿时，电子和空穴的冲击电离过程会形成一个电流浪涌，导致击穿电流迅速上升。

肖特基二极管击穿的原因还可以归因于热击穿效应。

当正向偏置电压升高时，由于电子在N区的能量增加，电子与晶格的碰撞频率也随之增加。

当电子与晶格碰撞的能量转移超过晶格的散热能力时，晶格温度会急剧升高，进而导致晶体的热击穿。

肖特基二极管的击穿还可能与电子的隧穿效应有关。

在正向偏置状态下，当电子能量高于N区的费米能级时，电子可以通过隧穿效应穿越PN结，形成电流。

当电压升高到一定程度时，隧穿效应会变得更加显著，电流也会急剧增加，从而引起击穿现象。

肖特基二极管的材料特性也会影响其击穿特性。

肖特基二极管的结界面由金属与半导体形成，金属的导电性较好，而半导体的导电性较差。

这种材料特性使得肖特基二极管具有较低的击穿电压，即在较低的电压下就会发生击穿现象。

肖特基二极管击穿的原因主要包括电场击穿、热击穿效应、电子隧穿效应以及材料特性。

这些原因共同作用导致了肖特基二极管在正向偏置状态下电压超过一定阈值时的击穿现象。

了解这些击穿原因有助于我们更好地理解肖特基二极管的工作原理和应用。

氮化镓基高压发光二极管的失效机理摘要--我们对GaN基高压发光二极管提出了详细的可靠性试验研究。

在高温（即80℃）和大电流注入（即100 mA）的条件下，我们发现Al的金属晶须在120小时老化测试后形于铬/铝/钛/铂/金p-指状金属的侧壁。

同时还发现，由于我们增加了老化时间，该晶须变长。

此外，我们发现铝晶须的形成与Al的迁移直接相关。

索引术语：氮化镓，高压，发光二极管，金属，铝，晶须。

1、介绍氮化物系化合物半导体，如GaN，InGaN以及AlGaN，近年来已成为最重要的短波长的光发射器的材料系。

事实上，基于GaN的蓝色和绿色发光二极管（LED）被广泛地用于我们的日常生活中。

大芯片尺寸的GaN基大功率白光LED也用于固态照明。

然而，这些大尺寸LED芯片受到来自较差电流扩散的影响。

当LED有大电流注入时这样很差的电流扩散会导致“效率下降”。

这些可以通过在大面积芯片上利用多个微型LED来解决，通过正确地连接这些微型LED，人们可以实现自整流交流发光二极管（AC-LED）。

然而，因为只有一半的有效区域的被驱动，AC-LED的输出功率相对较小。

它也表明当微型LED反向偏置时，将有GaOx氧化颗粒产生。

这可能会性能下降并最终导致AC -LED的失效。

或者，可以在大面积的芯片上串联连接的微型LED，这些串联连接的微型LED在直流（DC）下会产生很高的正向电压。

不同于高电流和低电压，我们可以在高电压和低电流下驱动这些微型LED。

相比于传统的高功率LED，它表明，这种高压发光二极管（HV-LED）是更安全的，并可以提供更大的功率转换效率。

然而，据我们所知，在文献中没有关于HV-LED的失效机理报告可寻。

在这篇文章中，我们论述了GaN基HV-LED详细的可靠性测试结果。

2、实验在这篇文章中，使用的样本都是金属有机化学气相沉积（MOCVD）在c平面生长的圆锥形图案化蓝宝石衬底（PSS）。

锥体的直径和高度分别为2.6um和1.55um，而锥体之间的间距为0.4μm。

电迁移、热载流子、栅氧击穿、过压失效机理
电迁移（Electromigration）：是指在材料内部由于电流通过而
引起的离子移动现象。

在金属导线中，由于电子与离子的碰撞和运动，会导致导线内部金属离子的一定迁移和堆积，进而引起导线的结构和性能的变化，甚至导致高电阻或开路失效。

热载流子（Hot carriers）：是指在半导体器件中，在高压电场
和高电流作用下，部分载流子获得了较高的能量而形成的高能量载流子。

热载流子对材料和器件的影响较大，容易引起电子与晶格之间的散射和损伤，从而影响材料和器件的性能。

栅氧击穿（Gate oxide breakdown）：是指在MOS（金属-氧化
物半导体）器件中，由于栅氧层中电场引起的氧化层损坏现象。

当栅电压超过一定阈值时，电场强度大到足以产生氧离子的电离，进而破坏氧化层，形成电流通道，导致器件失效。

过压失效（Overvoltage failure）机理：过压失效通常发生在电
力系统中，当系统中电压超过设备的额定工作电压时，会导致设备的运行不稳定甚至损坏。

过压失效的主要机理包括电气击穿、电弧放电、绝缘故障等。

过压失效会引起电力系统的电压失控和设备的烧毁，给电网和设备的安全稳定运行带来威胁。

GaN基肖特基二极管的输运和击穿特性研究的开题报告一、研究背景随着电力电子、通信和射频应用的发展，对功率半导体器件高性能、高频率、高温、高压、高功率密度、抗辐射等多种功能的需求越来越迫切。

为了满足这些需求，研究者们正在积极寻求新的半导体材料和器件结构。

氮化镓（GaN）半导体材料作为一种具有较高电子迁移率、特别是在较高电场下能够保持高迁移率的半导体材料，被广泛应用于高频、高功率密度甚至高温环境中。

其中，GaN基肖特基二极管是GaN材料最具代表性的器件之一，具有低正向导通电压、高反向击穿电压等优点，因此受到了广泛的关注。

二、研究内容本文将主要研究GaN基肖特基二极管的输运和击穿特性，在此基础上探讨其应用于功率电子器件领域的潜力。

具体内容包括：1. GaN晶体结构及其特点。

介绍GaN材料的晶体结构、物理性质、应用前景等。

2. 肖特基二极管的工作原理。

通过解释半导体引入p型/m型掺杂后的形成PN结的原理，介绍肖特基二极管的原理和特点。

3. GaN基肖特基二极管的制备方法。

介绍当前制备GaN基肖特基二极管的主要方法和优缺点，包括金属有机气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）等。

4. GaN基肖特基二极管的输运特性。

通过理论计算及实验测试，研究GaN基肖特基二极管的电流密度、寄生电容等特性，分析其输运机制，探讨其在功率电子器件中的应用前景。

5. GaN基肖特基二极管的击穿特性。

通过理论计算及实验测试，研究GaN基肖特基二极管的反向击穿电压、击穿机制等特性，以探讨其在高压电子器件领域的应用潜力。

三、研究意义本研究将有助于深入理解GaN材料及其器件的特性，探索其在功率电子器件领域的应用潜力。

所得结果对于GaN基肖特基二极管的制备工艺和设计优化有重要的指导作用，同时也为GaN材料在推广应用中的发展提供了新思路。

四、研究方法本研究将运用理论分析、数值模拟以及实验测试相结合的方法，来探索GaN基肖特基二极管的输运和击穿特性。

半导体器件失效机制与可靠性分析研究引言半导体器件(简称芯片)广泛应用于各种电子设备中，其可靠性对设备的正常运行至关重要。

然而，事实上，芯片失效是常见的现象，会给设备和系统带来不可预估的损失。

因此，芯片的可靠性分析和失效机制研究是极为必要的。

本文将详细探讨芯片失效机制及可靠性分析方法。

一、芯片失效机制1. 电迁移效应电迁移(Electromigration，简称EM)是指电子在导体中发生漂移的过程。

当电子在导体中移动时，它们将数量有限的金属原子拖着向一个方向移动，形成金属原子的“空洞区域”和“电子密集区域”。

这种移动会给导体带来功耗损失，同时会导致导体紧张而失效。

2. 热膨胀效应随着芯片的尺寸不断减小，局部金属结构不断复杂化，使得芯片内各部分承受的热应力越来越大。

当芯片内某个局部的温度变化较大时，局部产生的热膨胀效应可能会导致芯片的破坏。

3. 硅氧化物断裂芯片上的金属线和晶体管等电路元件与硅质基板通过氧化物颗粒绝缘层进行电隔离。

当硅氧化物层长时间受电场和热应力的影响，就可能出现氧化物层内部的应力积累和局部氧化，导致氧化物层崩裂，从而破坏整个芯片的结构和电性能。

4. 金属间物相反应芯片中不同种类金属之间的相互作用也会引起失效。

在一些环境下，金属层会相互反应而产生新的化合物和相变，从而改变芯片中元器件的性能或导致元器件失效。

二、可靠性分析方法芯片可靠性分析是定位失效原因和提高芯片可靠性的关键步骤。

目前，常用的芯片可靠性分析方法有以下几种。

1. 失效分析失效分析是指在芯片失效的情况下，对失效芯片进行各种测试手段、观察、分析、检测，确立失效点并推断失效原因的过程。

失效分析是目前芯片可靠性分析的主要手段，通过失效分析，可以找到芯片失效的根本原因。

2. 退化分析芯片在使用过程中，其物理性质可能会发生变化，一般而言表现为电气参数的变化或退化。

退化分析需要在芯片未失效的情况下，通过监测芯片的可靠性参数，预测芯片可能出现失效的概率，并对可能出现的问题进行预防或针对性的修复。

肖特基二极管特点和机理肖特基二极管，那可真是电子世界里的一个小机灵鬼。

你看它，就像一个超级挑剔的美食家。

普通二极管在那慢悠悠地进行电荷的传导，就像个老态龙钟的马车夫。

而肖特基二极管呢，它传导电流就像是火箭发射一样迅速，快得就像一阵龙卷风席卷而过。

这是为啥呢？原来它内部的机理就像是一条超级高速公路，电子在这条路上畅通无阻，没有那些繁琐的关卡和阻碍。

肖特基二极管的正向压降特别小，这就好比它是个超级会省钱的小管家。

别的二极管在正向导通的时候，就像一个大手大脚的消费者，会消耗不少能量。

而肖特基二极管呢，就那么一丁点儿的损耗，简直是把每一份能量都用到了刀刃上。

它的反向恢复时间短得惊人。

如果把普通二极管的反向恢复比作是乌龟慢悠悠地把头缩回去，那肖特基二极管就是闪电侠瞬间消失不见。

在高速开关电路里，这可太重要了。

就像在一场超级赛车比赛里，别的二极管还在慢慢启动，肖特基二极管已经像离弦之箭冲出去老远了。

肖特基二极管还有个特点，就像是一个超级耐热的小战士。

虽然它的反向耐压能力相对一些二极管弱一点，但在合适的环境下，它就像在自己的小城堡里坚不可摧。

你可以想象它站在那里，双手叉腰，对那些干扰电荷说：“哼，你们别想轻易突破我的防线。

”在电路这个大家庭里，肖特基二极管就像是一个充满活力的小精灵。

它给电路带来了高效和快速响应的魔法。

如果电路是一个乐队，那肖特基二极管肯定是那个节奏最快的鼓手，带领着整个乐队奏响美妙的电子乐章。

而且它的外观虽然小小的，不起眼，但是作用可一点都不小。

就像一颗小小的种子，却能长成参天大树。

肖特基二极管虽然体积小，却能在众多电子设备中发挥巨大的影响力。

它的存在就像是给电路设计师们打开了一扇新的大门。

以前那些复杂的电路，因为有了肖特基二极管，就像在一团乱麻里找到了头绪。

它就像是一个神奇的钥匙，打开了高效电路设计的宝藏箱。

肖特基二极管，这个电子世界里独特的存在，就像夜空中一颗璀璨的小星星，虽然小，但是光芒万丈，为整个电子科技的星空增添了独特的光彩。

肖特基二极管损坏的电压漂移你有没有遇到过这么一种情况：本来好好的设备，一不小心就坏了，然后一查才知道，原来是肖特基二极管坏了。

大家都知道，二极管是电子设备中的“小小英雄”，负责让电流按照“规定动作”流动，而肖特基二极管，因为它那“快速通行”的特性，成了许多高频电路的宠儿。

但是，哎呀，谁能想到，坏掉的二极管居然会给我们带来这么多麻烦，尤其是那种损坏后电压漂移的情况，真的是让人头疼得不行。

先说说什么是肖特基二极管，它和普通二极管的区别其实很简单，就是它用的是金属和半导体接触的方式，而不是普通二极管的PN结。

所以它反应特别快，压降低，不容易发热，非常适合用在需要快速响应的电路里。

听起来是不是特别酷？就像是那个在运动场上跑得飞快的选手，别的选手刚起跑，它已经冲过终点线了。

所以肖特基二极管常常被用在高频、高速的电子设备中，比如射频通信、开关电源这些地方，简直就是“小心肝”的核心部件。

可问题来了，肖特基二极管的“快速”背后也有个隐形的负担，那就是它们比较容易“坏”。

嗯，不是所有的二极管都能应付得了高频和高电流的考验。

一旦过载或者长时间工作在极限状态下，它们就会出现损坏。

而最常见的损坏方式，就是电压漂移。

这一漂移，不仅仅是个技术性的问题，还常常带来很多头疼的后果，简直是“坏事连连”！你想，二极管坏了之后，电压不稳定，电流就开始乱跑，设备就开始“罢工”。

比如你正在做一个精密的信号处理任务，结果信号突然就出现了偏差。

想象一下，原本应该平稳的电压变得不再稳定，可能高了，可能低了。

哎，真是可怕。

就像你早上好好的坐地铁，结果一个转弯车速变快了，简直一秒钟从“稳稳当当”变成了“风中凌乱”。

设备的性能下降，电路的不稳定，后果是啥？一言不合，可能就烧毁其他部件，根本没得商量。

你是不是已经开始想，肖特基二极管坏了，电压漂移了，那该怎么办？别着急，方法倒也有。

第一步，当然是检查二极管的工作环境，看看是不是过热，或者工作电压超过了它的极限。

肖特基二极管击穿的原因肖特基二极管是一种由金属和半导体材料构成的二极管，具有很多特殊的性质和应用。

当电压达到一定值时，肖特基二极管会发生击穿现象，即电流迅速增大，导致器件破坏。

那么，肖特基二极管击穿的原因主要有以下几点。

肖特基二极管的击穿电压主要取决于材料的特性和结构。

在正向偏置下，当电压超过肖特基二极管的击穿电压时，会导致内部电场强度增加，从而引起击穿现象。

这是因为肖特基二极管中的金属与半导体之间形成的肖特基势垒是非常薄的，当电场强度增加时，势垒会被压缩，进而引起电子与空穴的产生和加速，最终导致击穿。

温度对肖特基二极管的击穿电压也有影响。

温度升高会使半导体材料的电子能级发生变化，从而影响肖特基二极管的击穿电压。

一般来说，温度升高会使击穿电压下降，因为升高的温度会增加载流子的热发射，降低势垒的高度。

电流密度也会影响肖特基二极管的击穿电压。

当电流密度增大时，由于载流子的热释放和热效应，会导致击穿电压降低。

因此，在设计和使用肖特基二极管时，需要考虑电流密度对器件击穿电压的影响，避免过大的电流密度引起击穿。

肖特基二极管的击穿还与材料的纯度和结晶度有关。

杂质和缺陷会影响材料的电子迁移率和载流子浓度，进而影响击穿电压。

高纯度和高结晶度的材料能够减少杂质和缺陷的存在，从而提高击穿电压。

肖特基二极管的击穿还与器件的结构和工艺有关。

例如，肖特基二极管的电极间距、氧化层的质量等都会影响击穿电压。

此外，如果器件的结构不均匀或存在缺陷，也会导致击穿电压降低。

肖特基二极管击穿的原因主要包括材料特性、温度、电流密度、材料纯度和结晶度、器件结构和工艺等因素。

在设计和使用肖特基二极管时，需要综合考虑这些因素，以避免器件的击穿现象，确保其正常工作。

对于肖特基二极管的击穿机制的深入研究，不仅有助于优化器件的设计和制造工艺，还可以拓展其在各种电子器件中的应用领域。

肖特基二极管续流作用的工作原理
首先，肖特基二极管的金属侧（也称阱结）具有导电率高于P型半导体一侧（即P结），这是与普通二极管的区别之一、在阱结中的金属侧，由于其导电率较高，金属原子可以自由地接收电子，形成电子云，并且在该电子云中形成大量弥散态电子。

而在P结中，由于其导电率较低，只有少量自由电子存在。

当外加偏置电压为正向偏置时，P结的自由电子与阱结中的电子云发生互相碰撞，并形成射极电流，这与普通二极管的工作原理相似。

然而，由于阱结中电子云的形成和稳定，可自由电子可以迅速地从P结跨越到金属侧，形成电流流过二极管。

续流作用的原理在于肖特基二极管的高导电率金属侧可以更快地吸收和输送电荷，从而使电流持续流过阱结，延长二极管的导通时间。

延长导通时间和提高响应速度是肖特基二极管的关键特点之一、由于肖特基二极管具有快速开关特性，可以更快地响应信号变化。

同时，由于续流作用的存在，可以减少信号变化时由于二极管开关时间引起的信号失真。

此外，续流作用还可以降低正向导通压降。

由于金属侧的导电率高于P结，肖特基二极管具有更低的正向导通电压降，这对于一些对低电压操作敏感的电路非常重要。

续流作用还提高了肖特基二极管的效率。

在正向导通状态下，续流作用可以使电流更快地流过二极管，减少能量的损耗和热量的产生，提高电路的效率。

总之，肖特基二极管的续流作用是其具有的重要特性之一、通过金属
侧的高导电率，续流作用可以延长电流的导通时间，提高响应速度和效率。

这使得肖特基二极管成为许多电路设计中的重要元件，特别适用于高频、
快速开关、低功耗和低电压操作等应用。

肖特基二极管应力损伤肖特基二极管是一种重要的电子元件，常用于电子电路中的整流和开关功能。

然而，长时间的工作和环境影响可能会导致肖特基二极管发生应力损伤，进而影响其性能和寿命。

本文将一步一步回答关于肖特基二极管应力损伤的问题，帮助读者更好地理解并解决这一问题。

第一步：了解肖特基二极管的基本原理和结构肖特基二极管是一种特殊的二极管，由以P型半导体材料为基底的N型半导体和金属（通常是铝）构成。

与普通的二极管不同，它利用了P-N结和金属与P 型半导体之间的肖特势垒形成一个二极管。

这种肖特势垒具有较低的电位垒和更快的开关速度，因此肖特基二极管具有较低的开启电压和较快的恢复时间。

第二步：了解肖特基二极管应力损伤的原因肖特基二极管在工作过程中受到一定的应力影响，这可能会导致应力损伤。

主要的应力源包括热应力、机械应力以及电场应力。

热应力是由于温度变化引起的膨胀和收缩，机械应力是由于外部力导致的形变和应变，而电场应力则是由于电场力对材料的作用而引起的变形。

第三步：了解肖特基二极管应力损伤的具体表现和影响应力损伤可能导致肖特基二极管性能的降低、寿命的缩短甚至故障的发生。

具体表现包括漏电流的增加、正向压降的增加、反向漏电流的增加以及反向恢复时间的延长。

这些变化可能导致电路的工作不稳定、功耗增加和开关速度变慢等问题，从而影响整个电子系统的性能。

第四步：了解如何预防和减轻肖特基二极管应力损伤为了预防和减轻肖特基二极管的应力损伤，可以采取一些措施。

首先，选择合适的工作环境和温度范围，避免过高或过低的温度对肖特基二极管产生不利影响。

其次，合理设计电子电路，避免过大的机械应力和电场应力对肖特基二极管造成损伤。

另外，经过精确的输入输出参数匹配，可以减少应力损伤的发生。

此外，进行良好的维护和保养，及时更换老化或损坏的肖特基二极管，也是减轻应力损伤的有效方式。

第五步：了解如何诊断和修复肖特基二极管应力损伤一旦发现肖特基二极管出现应力损伤，可以采取适当的诊断和修复方法。

电容器凸底击穿的失效模式分析案例（1）潮湿对电参数恶化的影响空气中湿度过高时，水膜凝聚在电容器外壳表面，可使电容器的表面绝缘电阻下降。

此处，对于半密封结构电容器来说，水分还可渗透到电容器介质内部，使电容器介质的绝缘电阻绝缘能力下降。

因此，高温、高湿环境对电容器参数恶化的影响极为显著。

经烘干去湿后电容器的电性能可获改善，但是水分子电解的后果是无法根除的。

例如：电容器工作于高温条件下，水分子在电场作用下电解为氢离子和氢氧根离子，引线根部产生电化学腐蚀。

即使烘干去湿，也不可能引线复原。

（2）银离子迁移的后果无机介质电容器多半采用银电极，半密封电容器在高温条件下工作时，渗入电容器内部的水分子产生电解。

在阳极产生氧化反应，银离子与氢氧根离子结合生成氢氧化银。

在阴极产生还原反应、氢氧化银与氢离子反应生成银和水。

由于电极反应，阳极的银离子不断向阴极还原成不连续金属银粒，靠水膜连接成树状向阳极延伸。

银离子迁移不仅发生在无机介质表面，银离子还能扩散到无机介质内部，引起漏电流增大，严重时可使两个银电极之间完全短路，导致电容器击穿。

银离子迁移可严重破坏正电极表面银层，引线焊点与电极衣面银层之间，间隔着具有半导体性质的氧化银，使无机介质电容器的等效串联电阻增大，金属部分损耗增加，电容器的损耗角正切值显著上升。

由于正电极有效面积减小，电容器的电容量会因此而下降。

表面绝缘电阻则因无机介质电容器两电极间介质表面上存在氧化银半导体而降低。

银离子迁移严重时，两电极间搭起树枝状的银桥，使电容器的绝缘电阻大幅度下降。

综上所述，银离子迁移不仅会使非密封无机介质电容器电性能恶化，而且可能引起介质击穿场强下降，最后导致电容器击穿。

值得一提的是：银电极低频陶瓷独石电容器由于银离子迁移而引起失效的现象比其他类型的陶瓷介质电容器严重得多，原因在于这种电容器的一次烧成工艺与多层叠片结构。

银电极与陶瓷介质--次烧也过程中，银参与了陶瓷介质表面的固相反应，渗入了瓷银接触处形成界面层。

肖特基二极管过流全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：肖特基二极管是一种常用的电子元件，常用于电源、逆变器等电路中。

在实际应用中，由于各种原因可能会导致肖特基二极管过流现象的发生，这不仅会影响电路的正常工作，还会对肖特基二极管本身造成损坏。

正确理解肖特基二极管过流的原因及如何有效地预防和解决过流问题至关重要。

一、肖特基二极管的工作原理肖特基二极管又称金属氧化物半导体场效应管，是一种具有正向导通特性和反向截止特性的二极管。

它相对于普通二极管具有更快的开关速度、更低的开关损耗和更小的反向漏电流。

肖特基二极管的结构特点是阳极为金属，负极为半导体。

通过P型半导体和N型半导体之间的PN结，形成一个电场，这个电场能够尽量少的储存电荷并且可以迅速对外界电压变化做出响应。

1. 负载电流过大：当负载电流超出肖特基二极管的额定电流范围时，就会导致过流现象的发生。

这种情况可能是由于负载电阻过小、外部短路等原因引起的。

2. 工作温度过高：肖特基二极管在工作时会产生一定的热量，如果环境温度过高，会导致二极管内部温度升高，进而引起过流。

3. 接线不良：连接肖特基二极管的导线如果接触不良、焊接不牢固等情况，也可能导致过流现象的发生。

4. 瞬态过压：当电路中出现瞬态过压时，肖特基二极管可能无法承受这种过大的电压脉冲，从而引起过流。

5. 外部环境干扰：当外部环境中出现电磁干扰等情况时，也会对肖特基二极管的正常工作产生影响，引起过流问题。

三、如何预防和解决肖特基二极管过流问题1. 合理选择肖特基二极管的额定电流和工作温度范围，避免超负载工作。

2. 在使用肖特基二极管时要注意加强散热措施，确保工作温度在安全范围内。

3. 进行合理的接线，确保连接牢固可靠，避免因接触不良而引起的过流问题。

4. 在电路设计中加入保护电路，例如过流保护、过压保护等，及时切断不正常的电流和电压信号，避免对肖特基二极管造成损坏。

5. 对电路进行严格的抗干扰设计，减小外部环境对肖特基二极管的干扰，避免过流问题的发生。

图1 二极管铜迁移失效铜原子侵入路径图图2 二极管应用电路生原理及发生反应过程如图1所示，Si可以和很多金属形成化合物，二极管晶圆焊接实际使用是目前最通用的杜美丝（铜引线），当铜因为受到高温焊接或是高温环境时易产生铜原子迁移，如果二极管工艺结构设计没有对铜与硅晶圆之间采取有效的阻隔，在高温环境下铜原子会产生迁移，并从3位置沟道侵入到Si晶圆表面，并与Si发生反应生成硅酮化合物（硅化铜）Cu3Si、Cu4Si。

硅化铜性能差电阻率高，会导致二极管漏电流增大（原极与漏极浅结处产生漏电流），晶元与杜美丝结合力大幅度下降。

2 快恢复二极管应用电路工作过程及器件失效分析2.1 快恢复二极管应用电路工作过程主板失效表现为IPM炸裂失效，经过对失效主板进测值在1000MA以上，二极管全检异常品未进行强电测试，对全检漏电流超标二极管进行开封解析同样存在晶元裂纹，将二极管寄给安森美分析确认晶圆同样有裂纹，开封解析及电镜扫描图如图4所示。

2.5 二极管晶圆裂纹产生机械应力影响分析排查二极管自插环节设备发现，二极管插装后引脚存在严重的应力，两边引脚严重变形。

有内应力损伤问题，一般设计要求建议打点位置中心点到元件本体侧面的距离在1.5～2倍的D（本体直径），实际主板引脚跨距是1:1的尺寸。

一般二极管引线跨距设计要求，跨距设计不合格要求，跨距偏小，导致自插受力隐患大。

3 影响二极管高温铜迁移产生因素分析3.1 温度铜产生铜原子并产生迁移温度大约是从始，温度越高铜原子运动越活跃，迁移速率越快图4 失效品开封解析与电镜扫描图片图3 二极管X光透射与电镜扫描分析图图5 延长金属表层阻隔层覆盖面积实施双回路闭环控制，使得系统具备良好的静态和动态性能，并能够为稳定的跟踪目标提供足够的带宽具有良好的跟踪性能，为外场动态目标的观测和测试提供便捷和保障。

参考文献：[1]马东玺.光电搜跟系统模式切换特性及控制研究[D].国防科学技术大学,2011.[2]闵斌.液压位置转台控制系统的数字校正[J].航天控制,1999(3):51-57.[3]胡寿松.自动控制原理[M].2013,北京:科学出版社,2008.分考虑外场测试时车载运输及恶劣天气的影响，采用防震、防潮设计，提高系统的可靠性。

2010年 8月第 5卷第 3期失效分析与预防A u g u s t , 2010V o l . 5, N o . 3[收稿日期 ]2010年 5月 6日[修订日期 ]2010年 7月 10日[作者简介 ]龚欣 (1979年 - , 女 , 博士 , 工程师 , 主要从事航天用元器件质量保证方面的研究。

功率肖特基二极管静电损伤分析龚欣 , 张延伟(中国空间技术研究院电子元器件可靠性中心 , 北京 100029[摘要 ]从静电放电 (E S D 导致肖特基整流管失效的案例分析入手 , 提出了一种新的失效机理 , 解释了高耐压肖特基整流管静电敏感的原因。

结果表明 :功率肖特基二极管由于需要生长 S i O 2作 P +扩散环的掩蔽层 , 而在刻蚀 S i O 2形成肖特基势垒区时 , 往往会由于各种原因 (例如 S i 表面的微缺陷、刻蚀不干净等残留少量或极少量 S i O 2, 从而在肖特基二极管中引入对 E S D 敏感的金属氧化半导体(M O S 电容结构 , 造成器件的抗静电能力大幅下降。

该研究结果对肖特基二极管生产、使用以及失效分析具有重要指导意义。

[关键词 ]肖特基整流管 ; 失效分析 ; 静电放电[中图分类号 ]T N 312. 4[文献标志码 ]A d o i :10. 3969/j. i s s n . 1673-6214. 2010. 03. 009[文章编号 ]1673-6214(2010 03-0168-04A n a l y s i s o f S c h o t t k y R e c t i f i e r D a m a g e dE l e c t r o -s t a t i c D i s c h a r g eG O N GX i n , Z H A N GY a n -w e i(C h i n e s e A c a d e m yo f S p a c e T e c h n o l o g y , B e i j i n g 100029, C h i n aA b s t r a c t :Th e c a u s e o f t h e h i g h e l e c t r o -s t a t i c d i s c h a r g e (E S D s e n s i t i v i t y o f s c h o t t k y r e c t i f i e r w a s s t u d i e d b a s e d o n f a i l u r e a n a l -y s i s o f E S Dd a m a g e d s c h o t t k y r e c t i f i e r . T h e r e s u l t s s h o ws i n c e a S i O 2la y e r a s a m a s kf o r P +d i f f u s i o n i s ne c e s s a r y t o b ef o r m e d , s o m e S i O 2m a y r e m a i n a t t h e i n t e r f a c e b e t w e e nt h e S i m a t e r i a l a n dn e x t m e t a l l a y e r f o r a l l k i n d s o f r e a s o n s s u c h a s m i n o r d e f e c t s o n t h e S i s u r f a c e a n d e t c h i ng a n o m a l y . A s a r e s u l t , a s t r u c t u r e l i k e m e t a l o x i d e s e m i c o n d u c t o r (M O S c a p a c i t o r whi c h i s s e n s i t i v e t o E S Dw a s i n t r o d u c e dt o t h e s c h o t t k y r e c t i f i e r , a n dt h e s e n s i t i v i t y o f S c h o t t k y R e c t i f i e r l a r g e l y i n c r e a s e d . T h e r e s u l t i s v e r y u s e -f u l t o t h e m a n u f a c t u r e , a p p l i c a t i o n a n d f a i l u r e a n a l y s i s o f s c h o t t k y r e c t i f i e r s . K e y w o r d s :sc h o t t k y r e c t i f i e r ; f a i l u r e a n a l y s i s ; e l e c t r o -s t a t i c d i s c h a r g e0引言电子元器件的失效分析借助各种测试技术和分析方法明确元器件的失效过程 , 分辨失效模式或机理 , 确定其最终的失效原因[1-2]。

开关电源次级输出肖特基二极管损坏原因一、肖特基二极管的基本原理和特点肖特基二极管是一种特殊的二极管，具有较低的正向压降、快速开关速度和较低的反向漏电流等特点。

它由一个p型半导体和一个n 型金属接触层组成，通过控制p-n结的电场分布，使得肖特基二极管在正向工作时具有很低的电压降和较高的导通能力。

二、次级输出肖特基二极管损坏的可能原因1. 过电压：开关电源在工作时，可能会遭受来自电网的过电压冲击，如果这些过电压超过了肖特基二极管的额定承受电压，就会导致其损坏。

2. 过电流：开关电源在工作时，可能会遭受来自负载的过电流冲击，这些过电流可能超过肖特基二极管的额定承受电流，从而导致其损坏。

3. 过温度：开关电源在长时间工作或者环境温度较高的情况下，可能会导致肖特基二极管温度过高，超出其额定工作温度范围，从而引发损坏。

4. 静电击穿：在电路设计和装配过程中，如果没有采取防静电措施，静电可能会导致肖特基二极管被击穿，从而损坏。

5. 负载问题：开关电源的负载可能会发生突变或者出现故障，这些问题可能导致肖特基二极管承受过大的电流或电压，从而引起损坏。

三、如何避免次级输出肖特基二极管损坏1. 选择合适的肖特基二极管：在设计开关电源时，应根据实际需求选择合适的肖特基二极管，确保其额定电压和电流能够满足实际工作条件。

2. 加入过压保护电路：在开关电源的输出端加入过压保护电路，当输出电压超过设定值时，可以及时切断电路，避免过电压对肖特基二极管造成损害。

3. 加入过流保护电路：在开关电源的输出端加入过流保护电路，当输出电流超过设定值时，可以及时切断电路，避免过电流对肖特基二极管造成损害。

4. 控制工作温度：合理设计散热系统，确保开关电源在额定工作温度范围内工作，避免肖特基二极管因温度过高而损坏。

5. 防静电措施：在电路设计和装配过程中，采取合适的防静电措施，避免静电对肖特基二极管造成损坏。

6. 负载匹配：确保开关电源的负载与设计要求匹配，避免负载突变或故障对肖特基二极管造成过大的电压或电流冲击。

肖特基二极管高温反向偏置失效分析与改善
胡敏;彭俊睿
【期刊名称】《电子与封装》
【年(卷),期】2022(22)3
【摘要】肖特基二极管在高温反向偏置(High Temperature Reverse Bias,HTRB)试验后失效,烘烤或化学开盖后芯片电参数恢复。

通过超声扫描分层检查,确定失效原因来自芯片和封装的匹配。

在芯片改善受限制的情况下,通过改善封装气密性、离子污染,解决了HTRB失效。

同时系统探讨了从设计上预防气密性失效的方法。

【总页数】5页(P90-94)
【作者】胡敏;彭俊睿
【作者单位】乐山无线电股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN306
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