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MOSFET失效原因深度分析，附：失效预防措施作为开关电源工程师，会经常碰到电源板上MOSFET无法正常工作，首先，要正确测试判断MOSFET是否失效，然后关键是要找到失效背后的原因，并避免再犯同样的错误，本文整理了常见的MOSFET 失效的几大原因，以及如何避免失效的具体措施。
用万用表简单检测MOS管是否完好测试MOS好坏用指针式万用表方便点，测试时选择欧姆R×10K 档，这时电压可达10.5V，红笔是负电位，黑笔是正电位。
测试步骤：MOS管的检测主要是判断MOS管漏电、短路、断路、放大。
其步骤如下：1、把红笔接到MOS的源极S上，黑笔接到MOS管的漏极上，好的表针指示应该是无穷大。
如果有阻值没被测MOS管有漏电现象。
2、用一只100KΩ－200KΩ的电阻连在栅极和源极上，然后把红笔接到MOS的源极S上，黑笔接到MOS管的漏极上，这时表针指示的值一般是0，这时是下电荷通过这个电阻对MOS管的栅极充电，产生栅极电场，由于电场产生导致导电沟道致使漏极和源极导通，故万用表指针偏转，偏转的角度大，放电性越好。
3、把连接栅极和源极的电阻移开，万用表红黑笔不变，如果移开电阻后表针慢慢逐步退回到高阻或无穷大，则MOS管漏电，不变则完好。
4、然后一根导线把MOS管的栅极和源极连接起来，如果指针立即返回无穷大，则MOS完好。
----------------------------MOSFET失效的六大原因1：雪崩失效（电压失效），也就是我们常说的漏源间的BVdss电压超过MOSFET的额定电压，并且超过达到了一定的能力从而导致MOSFET失效。
2：SOA失效（电流失效），既超出MOSFET安全工作区引起失效，分为Id超出器件规格失效以及Id过大，损耗过高器件长时间热积累而导致的失效。
3：体二极管失效：在桥式、LLC等有用到体二极管进行续流的拓扑结构中，由于体二极管遭受破坏而导致的失效。
4：谐振失效：在并联使用的过程中，栅极及电路寄生参数导致震荡引起的失效。
mosfet失效模式MOSFET失效模式MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种常见的功率开关器件，广泛应用于电子设备和电路中。
然而，由于使用环境、工作条件、电路设计等因素，MOSFET可能会出现失效的情况。
本文将探讨MOSFET的失效模式及其原因。
1. 功率失效MOSFET在工作期间会受到电流和电压的作用，如果超过了其额定值，就会导致功率失效。
这可能是由于过电压、过电流或过热等原因引起的。
过电压会导致MOSFET的击穿，破坏其绝缘层，使其失效。
过电流会导致MOSFET内部的电流密度过大，导致器件过热甚至烧毁。
2. 静电失效静电是电子设备中常见的敌人之一。
当静电放电到MOSFET时，会产生高电压冲击，导致MOSFET的栅极-源极或栅极-漏极结构受损，甚至击穿。
因此，在MOSFET的使用和维护过程中，需要注意防止静电的积累和放电。
3. 温度失效MOSFET的工作温度范围一般在-55℃到150℃之间，超出这个范围可能导致器件失效。
高温会导致MOSFET内部结构的热膨胀，可能破坏金属氧化物层或导致材料的迁移，从而影响器件的性能和可靠性。
此外，温度还会影响MOSFET的导通特性和开关速度，超过一定温度范围可能导致MOSFET无法正常工作。
4. 电压失效MOSFET的工作电压一般由其栅极-源极电压和栅极-漏极电压决定。
如果电压超过了MOSFET的额定电压，就会导致电压失效。
过高的电压可能会导致栅极-源极或栅极-漏极结构的击穿，损坏绝缘层，从而导致器件失效。
5. 电磁失效电磁干扰是指来自外部电磁场的干扰信号，可能会对MOSFET的性能和可靠性造成负面影响。
这些干扰信号可能来自电源线、电磁波辐射、电磁感应等。
电磁干扰可能导致MOSFET内部结构的损坏或电流传输的不稳定，进而导致器件失效。
为了避免MOSFET失效，可以采取以下措施：1. 使用符合规范的电源和电路设计，确保MOSFET的工作电压和电流不超过其额定值。
本文从MOSFET的物理结构开始，来深入剖析MOSFET的工作原理，接下来举例说明MOSFET的应用线路，常见的失效模型以及如何做改善防止类似事件再次发生。
可以帮助设计应用工程师在研发阶段对MOSFET的选用有更加深入的了解，需要注意些什么，防止设计时物料选用错误，造成后期制造时品质异常频频发生。
常见的失效模型，也可以让工厂段的工程师对MOSFET在工厂的失效有一个清晰的概念，当MOSFET在工厂组装测试失效的时候，可以知道从什么地方下手去做相关的失效分析，不至于无处着手，以至于错了方向，浪费大量的时间去做实验。
节省人力成本，试验成本。
更加重要的是，找到失效的真正的原因，并采取相应的围堵措施，改善措施，保证客户产品能够低风险并准时出货。
关键词：MOSFET, 物理结构，工作原理，应用线路，失效模式第一章 MOSFET简介------------------------------------4第二章开关特性和工作原理-----------------------------5～7 第三章物理结构及生产工艺-----------------------------8～9 第四章常见应用及举例说明----------------------------10～13 第五章失效模式及改善--------------------------------14～20 第六章总结------------------------------------------21第一章MOSFET简介MOSFET是英文MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor的缩写，译成中文是“金属氧化物半导体场效应管”。
它是由金属、氧化物(SiO2或SiN)及半导体三种材料制成的器件。
即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）场效应晶体管。
从目前的角度来看MOSFET的命名，事实上会给人得到错误的印象。
碳化硅mos失效模式碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）是一种新型的功率半导体器件，具有优异的热特性和高功率密度。
然而，在特定应用场景下，SiC MOSFET也存在失效的可能，这会严重影响设备的性能和可靠性。
因此，了解SiC MOSFET的失效模式对于设计和运行这些器件的系统非常重要。
SiC MOSFET的失效模式包括温度失效、电场失效、辐射失效和压电失效等。
下面将详细介绍这些失效模式及其机制。
1. 温度失效模式温度失效是指在高温环境下，SiC MOSFET的性能出现衰减或失灵。
SiC材料具有较高的热导率和热稳定性，可以在高温下工作，但同时也存在一些问题。
高温会导致材料内部的缺陷扩散，增加电阻和界面反应，导致电流密度和功率损耗增加。
此外，高温还会引起材料的热疲劳和机械应力等问题，从而导致器件的性能下降和失效。
2. 电场失效模式电场失效是指在高电场下，SiC MOSFET的绝缘层出现击穿和漏电，导致器件失效。
SiC材料的击穿场强较高，能够在更高的电场下工作，但仍然存在一定的限制。
当电场超过材料的击穿场强时，会发生击穿现象，导致电流过大，引起电流密度和功率损耗的升高，最终导致器件失效。
3. 辐射失效模式辐射失效是指在辐射环境中，SiC MOSFET的性能受到辐射粒子的影响而下降。
辐射会导致绝缘层的损害和损伤，从而降低器件的绝缘性能和可靠性。
此外，辐射还会引起材料中的缺陷形成和扩散，导致器件的漏电和击穿等问题。
4. 压电失效模式压电失效是指在高压力或机械应力作用下，SiC MOSFET的性能下降或失效。
SiC材料具有较高的压电系数和机械弹性模量，可以承受一定的压力和应力。
然而，在极端环境或错误设计的情况下，高压力或机械应力会导致材料的机械变形、损伤和破裂，从而导致器件的性能下降和失效。
SiC MOSFET的失效模式和机制可以通过数值模拟和实验研究来分析和确定。
通过研究失效模式，可以有效地改进器件的设计和制造过程，提高器件的性能和可靠性。
MOSFET的栅极失效分析摘要：随着MOSFET器件尺寸的减小和栅氧化层厚度的减薄，栅极失效变得愈发显著，对MOS器件和电路可靠性的影响也愈发严重，成为限制器件及电路寿命的主要因素之一。
本文从MOSFET的设计、封装、实际应用三方面来阐述MOSFET栅极失效的原因，同时提供几点解决方法。
关键词：MOSFET;栅极失效；封装1.引言MOSFET即金属-氧化物-半导体场效应晶体管,是一种用途广泛的电子器件.MOSFET作为电压控制型器件，具有栅极输入阻抗高,驱动功率小，电流关断能力强，开关速度快，开关损耗小等优点,在功率电源、家用电器、无间断电源（UPS）和自动系统等方面应用广泛。
然而，MOSFET的栅氧在工艺设计中,会受到漏电流、导通电阻、功率损耗等参数的限制，导致MOSFET栅氧固有的脆弱性；此外,在封装制造过程中受到静电、应力、环境等因素的影响,也会对栅氧造成损坏，导致栅极失效，必须采取相应的制造控制措施,才能有效控制不良率,提升封装成品率.2.MOSFET的栅氧层的限定栅极控制器件电流的开通和关断，多数用多晶硅材料制作而成,栅极下面就是栅氧化层，一般是SIO2,作为MOS的绝缘栅介质。
栅氧层厚度tox影响沟道电阻的大小（）Cox=εs/tox，(ε介电常数)近而影响器件的功率损耗，从上式可以看出减小栅氧层厚度可以减小沟道电阻，减小功率损耗,但栅极氧化物击穿电压有一定的工业标准，厚度越小越容易发生击穿,导致栅极越容易失效；另一方面，高的tox则会导致大的功率损耗；因此栅氧厚度根据器件设计参数得到一个经验折中范围一般是1000埃—1500埃（1 Å =0。
1nm）。
阈值电压V TH与衬底掺杂浓度和栅氧化层厚度有关，由下式可发现阈电压低的器件有可能导致栅氧层厚度低，越容易击穿。
此外,MOSFET工作当中的米勒电容Cgd引起米勒震荡造成高dv/dt,造成栅失效。
栅氧化层还会出现性能退化，其主要原因强电场使栅氧化层产生了漏电，漏电使的在氧化层中积蓄起很多电荷，导致氧化层击穿。
开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析功率MOSFET是一种常用于开关电源中的半导体器件，它起到了开关功率的关键作用。
然而，在特定的工作条件下，功率MOSFET也会发生损坏。
本文将对功率MOSFET的损坏模式进行分析。
功率MOSFET的损坏模式主要包括过压损坏、超温损坏、过电流损坏和静电损坏等。
首先，过压损坏是功率MOSFET最常见的损坏模式之一、当输入电压超过器件额定电压时，功率MOSFET可能会发生击穿现象，并导致永久损坏。
过压损坏通常是由于输入电压幅值过高或电压突变引起的。
为了避免过压损坏，可以采用电压稳压电路、电压限制器等电路保护措施。
其次，超温损坏也是功率MOSFET常见的损坏模式之一、当功率MOSFET长时间工作在超过其承受温度的条件下时，温度将升高导致器件内部结构变形，从而引起电性能下降或永久损坏。
超温损坏的原因主要包括功率MOSFET自身内部功率损耗过大、散热不良或环境温度过高等。
为了避免超温损坏，应根据功率MOSFET的热特性设计合理的散热系统，并控制输入功率使其在规定范围内。
此外，过电流损坏也是功率MOSFET常见的损坏模式之一、当输出电流超过功率MOSFET额定电流时，将导致器件内部的金属导线断裂或焦糊，进而导致器件永久损坏。
过电流损坏的原因主要包括负载过大、短路故障等。
为了避免过电流损坏，可以采用电流限制保护电路或过载保护电路等。
静电损坏也是功率MOSFET容易发生的损坏模式之一、静电放电会产生高压瞬态电流，这些电流可能会击穿功率MOSFET内部的绝缘层导致器件损坏。
为了避免静电损坏，通常在使用和维护功率MOSFET时需要注意防静电措施，如使用静电手环、电磁屏蔽等。
在实际设计和应用中，一般采取多种保护措施来降低功率MOSFET的损坏风险。
这些措施包括过压保护电路、超温保护电路、过电流保护电路、静电保护电路等。
通过合理选择和使用这些保护措施，可以有效地防止功率MOSFET的损坏并延长其使用寿命。
新能源汽车功率电子系统的电力电子失效模式在新能源汽车中，电力电子系统起着至关重要的作用，它承担着将电能转换为机械能或提供电力给车辆各个部件的任务。
然而，由于长时间工作或其他外部因素的影响，电力电子系统存在着失效的风险。
本文将对新能源汽车功率电子系统的电力电子失效模式进行分析。
一、电力电子元件失效模式电力电子元件是电力电子系统的核心组成部分，它包括IGBT（绝缘栅双极性晶体管）、MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等。
下面列举了几种常见的电力电子元件失效模式：1. IGBT打火失效：当IGBT上的晶体管通道电流过大或过温时，可能导致打火失效，造成电力电子系统的短路。
2. MOSFET烧毁失效：MOSFET电力电子元件在工作中可能会因高温或电压异常引起烧毁，使电力电子系统无法正常工作。
3. 电路板焊接失效：电力电子元件与电路板焊接不良导致的失效，可能引起电力电子系统的断路或短路。
二、电力电子系统控制模块失效模式电力电子系统的控制模块用于控制电力电子元件的工作状态，下面介绍了一些可能导致控制模块失效的模式：1. 控制芯片故障：控制芯片是控制模块的核心，当芯片受到外部电磁干扰、高温环境或过压等不利因素时，可能会失效。
2. 电源供电故障：控制模块需要稳定的电源供电，但电源供电异常、电池老化等问题可能会导致电力电子系统失效。
三、温度管理系统失效模式在电力电子系统中，温度管理系统用于控制电力电子元件的工作温度，以下是几种可能的失效模式：1. 散热器堵塞：散热器用于散热电力电子元件产生的热量，当散热器堵塞时，电力电子元件温度过高，可能造成失效。
2. 冷却液泄漏：若电力电子系统采用了液冷技术，当冷却液泄漏时，无法对电力电子元件进行有效散热，可能导致失效。
四、电力电子系统故障诊断模式电力电子系统的故障诊断模式是指通过监测、检测和分析故障，准确判定电力电子系统失效的模式。
以下是一些常见的故障诊断模式:1. 电流过大故障：当电力电子系统中的某个部件或元件电流异常过大时，可能导致系统失效，需要进行故障诊断。
问：MOSFE、T IGBT、BJT各自适合于哪些应用？答：MOSFET是当今最主流的开关器件，价格较高，开关速度极快(从数十K到数M都可应用），从5W到数十万W的各类拓扑电源都有应用。
相比于IGBT和BJT耐冲击性好，故障率低。
由于电导率负温度系数，MOSFET可扩展性很好。
大功率应用时，如成本不敏感，如军用、工业、高端消费产品，MOSFET是最优选择。
低压大电流领域是MOSFET的强项。
IGBT是和功率MOSFET同步发展起来的一类开关器件，IGBT的优点在于做大功率时成本低，堪称“穷人的法拉利”，耐压比MOSFET容易做高。
相比于BJT，更少被二次击穿而失效。
常用于高压（>600V)应用领域。
以及低端大功率（>2000W)设备，如电磁炉、逆变器等。
BJT是最老的开关器件，目前由于国内仍有一批尚未淘汰的BJT生产线没有停产，仍然活跃于低端市场。
低压BJT开关频率可以较高，但由于饱和CE压降高达0.4V以上而远逊于MOSFE，T只被用在最低端领域。
高压BJT驱动麻烦，需使用低压大电流的电流源驱动，一般使用变压器驱动。
在驱动不当或电压应力过大时容易发生二次击穿而失效。
适合中功率(50~1000W)，对成本极度敏感的市场。
BJT有两种驱动方式，一种是基极开关，一种是射极开关。
射极开关的效率和开关速度都优于基极开关，是BJT应用的潮流。
问：MOSFE、T IGBT、BJT的稳定性受哪些因素控制？常见的失效模式有哪些？答：MOSFET是稳定性最好的器件，不容易损坏。
MOSFET常见的失效模式有：栅极击穿。
即栅极和源极之间的绝缘层破坏。
此时的MOSFE（T 此处均指增强型MOSFE）T 无法开启。
封装破裂。
这是由瞬间高热引起的。
在瞬间产热过大，散热不良的情形下，树脂封装材料部分分解气化并膨胀，把封装撑裂。
漏源极之间击穿。
这是MOSFET最严重的一种失效模式，通常不易发生。
发生后会导致短路而非断路。
会导致强电源灌进弱电部分，如输入电压直接进入控制芯片而烧毁很多控制电路。
通常是持续温度太高引起的（管芯温度大面积超过200 度持续工作时才可能发生)IGBT 稳定性比MOSFET稍差，但仍强过BJT。
除了MOSFET的失效模式外，还有二次击穿的失效模式。
当IGBT 持续超过安全工作区工作时，会出现还未大面积发热就出现CE极击穿的现象，这种击穿称为二次击穿。
IGBT 出现二次击穿的可能性比BJT 小很多，但仍有可能出现。
BJT 常见的失效模式有：二次击穿：最常见的失效模式，表现为芯片并未大面积发热，但CE之间持续低阻。
此时BJT 已经损坏。
如果是用在电源上没有保护，则会进一步发展为整管熔毁。
CB 间绝缘破坏：比较少见，通常发生在整管熔毁时，或CB间承受的电压高于VCBO时击穿。
热击穿：在高温下管子热失效。
通常不易发生，因二次击穿发生更加容易，先发生二次击穿。
问：MOSFE、T IGBT、BJT 三种开关器件的开关损耗主要产生在哪里？如何估计损耗？答：开关器件的开关损耗根据成因主要分为两种：电流-- 电压交叉损耗和输出电容损耗。
MOSFET 开关极快，而且是多子导电器件，没有拖尾电流，损耗主要是开通时的输出电容放电损耗。
计算公式为: Ploss = f * 0.5 * Coss * V^2 , V 是MOSFET开通前一瞬间承受的电压。
IGBT 开关速度较快，没有存储时间，但存在拖尾电流。
拖尾电流，就是在VCE已经升高的情况下，CE 之间仍然有一股小电流流通一段时间，拖尾电流导致的电流-- 电压交叉损耗构成了IGBT的主要损耗。
BJT 开关速度慢，而且是少子器件，存在存储时间。
存储时间就是基极电流已经切断甚至反向，而集极和射极仍然保持完全导通的时间。
在存储时间后进入下降时间。
下降时间是电压、电流交叉的时间，交叉损耗发生在下降时间。
低压BJT 由于β值高，下降时间比较短，存储时间也可以通过肖特基箝位电路大幅减小，因此主要损耗在于导通损耗，开关损耗不太大。
高压BJT 的存储时间不容易通过箝位控制，下降时间也较长，主要损耗包括电流-- 电压交叉损耗。
但必须注意，采用射极开关的BJT没有存储时间，下降时间也很短，开关损耗可以达到MOSFET 的水准。
问：MOSFE、T IGBT、BJT 三种开关器件如何实现软开关？答：从损耗分析上来看，MOSFET 的主要损耗是输出电容放电损耗，因此需要实现零电压开通，即开通前一瞬间DS 电压为0. 电路形式有LLC半桥以及准方波谐振的变换器，如移相全桥ZVS，准谐振反激。
IGBT 的主要损耗来自拖尾电流，因此需要实现零电流关断，消除拖尾电流，即关断前一瞬间CE电流为0. 电路形式有ZCS半桥、ZCS全桥。
BJT 的主要损耗和IGBT 相仿，主要在关断时有电流-- 电压交叉损耗，因此也应实行零电流关断。
采用射极开关的BJT，硬开关对损耗的升高作用不明显，因此最适合单端，硬开关的变换器，如单端正激，单端反激。
影响MOS 器件及其集成电路可靠性的因素很多，有设计方面的，如材料、器件和工艺等的选取；有工艺方面的，如物理、化学等工艺的不稳定性；也有使用方面的，如电、热、机械等的应力和水汽等的侵入等。
从器件和工艺方面来考虑，影响MOS 集成电路可靠性的主要因素有三个：一是栅极氧化层性能退化；二是热电子效应；三是电极布线的退化。
MOSFET 的栅极二氧化硅薄膜是决定器件性能的关键性材料。
因为二氧化硅薄膜具有良好的绝缘性，同时它与Si 表面接触的表面态密度又很低，所以最常用作为栅绝缘层。
栅氧化层一般是采用热氧化来制备的，良好氧化层的漏电流基本上为0，并且具有较高的击穿电场强度（击穿电场强度约为10MV/cm ）。
但是，实际上发现，在器件和电路工作时，有时会发生由于栅氧化层的漏电、并导致击穿而引起的失效；产生这种后果的根本原因就是氧化层在电压作用下性能发生了退化。
（1）栅氧化层性能退化的表现～击穿：在栅极电压作用下，栅氧化层发生性能退化的主要表现就是击穿。
这里存在两种类型的击穿：一是瞬时击穿（TZDB ，Tims Zero Dielectic Breakdown ），即是加上电压后就马上发生的击穿——短路；二是经时击穿（TDDB ，Tims Dependent Dielectic Breakdown ），即是加上电压后需要经过一段时间之后才发生的击穿。
MOSFET 和MOS-IC 的早期失效往往就包括有栅氧化层的TZDB 现象。
TDDB 的产生与栅氧化层中的电场（～栅电压）有关。
实验表明，按照引起击穿电场的大小，可以把TDDB 区分为三种不同的模式：①模式A～在较低电场（1MV/cm ）时就产生的击穿；②模式B～在较高电场（数MV/cm ）时产生的击穿；③模式C～在很高电场（>8MV/cm ）时才可能产生的击穿。
TDDB 的模式 A 往往是由于氧化层中存在针孔等缺陷的缘故，具有这种模式的早期击穿的芯片，一般都可通过出厂前的筛选而淘汰掉，故模式 A 击穿将直接影响到芯片的成品率。
由于氧化层中的针孔等缺陷主要是来自于材料和环境的污染、微粒之类的杂质，所以提高材料和工艺的纯净度对于降低出现模式 A的几率、增高成品率具有重要的意义。
TDDB 的模式 B 往往是由于氧化层中存在微量的Na 、K 等碱金属和Fe 、Ni 等重金属杂质的缘故，这些杂质离子在较高电场作用下会发生移动，并且起着陷阱能级的作用。
因此，为了提高模式 B 的击穿，也必须严格保证材料和工艺的纯净度，此外还必须注意晶体表面缺陷吸附重金属杂质所产生的不良影响（则需要关注衬底的结晶控制技术）。
TDDB 的模式 C 击穿电压很高，接近二氧化硅的固有击穿特性，这是由于氧化层中不存在杂质和缺陷的缘故。
（2）MOSFET 栅氧化层退化的寿命评估：对于带有经时击穿模式 B 的不良芯片，需要经过较长时间的试验才能检测出来，因此必须事先确立器件寿命的检测和评估方法。
为了保证集成电路能够正常工作若干年（一般要求10 年以上），就需要在出厂前预测出器件的寿命——寿命评估；这可以通过TDDB 试验预测出栅氧化层的寿命来确定器件的寿命。
具体的办法就是采用所谓加速寿命试验，即把许多器件置于强电场（高于7MV/cm ）、温度为100 oC 左右的条件下，观测器件的经时失效率；一般，栅氧化层的TDDB 呈现出两个区域：较快击穿的早期失效区和需要经过很长时间才击穿的磨损失效区（二氧化硅的固有击穿区）。
为了不让器件在出厂后就产生问题，则必须尽量控制器件的早期失效。
对于较厚栅氧化层的器件，发现早期击穿的失效率较高，这说明较厚的二氧化硅中含有较多的缺陷。
（3）栅氧化层性能退化的机理：栅氧化层出现性能退化的主要原因是强电场使得栅氧化层产生了漏电、并从而导致的击穿。
a）在强电场作用下，栅氧化层产生漏电往往是一种常见的现象。
实际上，当氧化层中的电场强度大于6MV/cm 时，即使是非常优质的氧化层，也将会产生由于量子效应所引起的所谓F-N（Flowler-Nordheim ）型隧道电流。
随着器件尺寸的缩小，氧化层厚度也相应地越来越薄（对于LSI 而言，一般总是选取栅氧化层厚度为沟道长度的1/50 左右），则氧化层的这种F-N 型隧道电流也将越来越显著。
例如，对于厚度为10nm 的栅氧化层，在电源电压为5V 时，氧化层中的电场就已经大于5MV/cm ，所以往往就必须考虑F-N型隧道电流以及所引起的击穿。
b）栅氧化层的不断漏电，就会导致氧化层击穿，这是由于漏电会使得在氧化层中积蓄起很多电荷（正电荷或者负电荷）的缘故。
因为栅氧化层中往往存在许多陷阱（电子陷阱、空穴陷阱或者中性陷阱），当氧化层有隧道电流通过时，则这些陷阱就会俘获载流子、积蓄起正电荷或者负电荷，并使得氧化层的局部电场增强；由于电荷积蓄而导致局部电场增强时的能带图见图（b）和（c），其中（a）是没有电荷积蓄时的能带图。
局部的电荷积蓄得越多，电场也就越强。
随着时间的推移，当陷阱积蓄有大量电荷、局部电场足够强时，则最终就将导致Si-O 价键断裂，即发生永久性的破坏——击穿。
可见，栅氧化层的经时击穿与载流子的穿越氧化层（F-N 隧道电流）有关，也与氧化层中的陷阱有关。
而对经时击穿影响最大的载流子是空穴；因为空穴的迁移率远小于电子迁移率，则当高能量热电子注入到氧化硅、并出现倍增效应时，倍增出来的空穴即很容易被陷阱所俘获，则积蓄起正电荷，从而使得局部电场增强；热电子的不断注入和倍增，就会进一步积蓄正电荷，当这些正电荷形成的局部电场很高时，最终即发生击穿。
为了提高MOSFET 的经时击穿性能，就应该尽量减少栅氧化层中的陷阱数量。
而这些陷阱来自于多种过程所引入的杂质和缺陷，例如：有在形成氧化硅时出现的氧原子空位，有存在于氧化硅中的H 和OH 基，也有在器件和电路的工艺加工过程中所产生的缺陷（如等离子体产生的高能粒子射线和二次X 射线的照射，使得栅氧化层中出现缺陷）。
