案例背景

MOSFET产品在Temp cycling 1000 cycling后开封观察die表面存在许多裂纹。试验条件：-55℃~150℃


分析过程

外观检查

对TC后MOS管进行外观检查；观察结果显示：异常1#MOS管外观无明显的裂纹、破损等异常。

无损分析为确认失效1#MOS管内部结构、封装是否存在明显缺陷，利用X-ray、超声扫描对其进行无损分析。无损分析结果显示：失效的1#MOS管内部结构完整，键合丝未发现明显的断裂迹象；超声扫描发现内部封装有分层现象。

Decap为确认异常现象1#MOS管内部是否存在异常，对1#MOS管进行开封观察。观察结果显示：1#MOS管表面发现明显裂纹。

SEM前面分析可知：TC试验后的样品开封表面有裂纹现象，利用SEM观察裂纹的具体细节。观察结果显示：裂纹贯穿整个源区边缘。

 

Cross-section为确认MOS管表面裂纹的深度，对异常位置做磨片处理。磨片结果显示：MOS管裂纹仅存在表面钝化层，未触及下层。

 

EDS确认为确认裂纹只停留在芯片表面钝化层，未触及金属层，利用EDS做层间成分分析；EDS分析结果显示：裂纹只停留在钝化层。

 

综合分析MOS管在TC试验后开封表面有裂纹，经过外观检查、无损分析、开封观察、SEM形貌观察、磨片确定裂纹深度、EDS分析等测试后发现：（1）外观检查未发现失效的MOS管存在裂纹、破损等异常，因此可排除因受外部机械应力导致的异常；（2）X-ray检查、超声扫描等无损分析未发现失效MOS管内部存在键合断裂、有发现分层现象，因此MOS管异常猜测为TC试验后导致；（3）开封观察有发现裂纹现象，与未做试验的样品对比，未做试验的样品无裂纹现象，通过SEM观察发现裂纹贯穿整个源区；（4）为确定裂纹深度，通过磨片对裂纹深度进行观察，EDS确定裂纹位置，发现裂纹仅存在表面钝化层，未触及下层金属。

综合分析：MOS管异常现象的原因是在温度循环的条件下材料间的膨胀系数差异造成材料间的挤压拉伸，脆性物质造成裂纹，即钝化裂纹。

 

来源：Internet

关键词： MOSFET管 芯片 开裂 失效分析