图解功率芯片诞生记
IGBT 是应用最广泛的可控功率电子开关，一个200A 1200V的IGBT4芯片只有指甲大小。你能想象吗？它可以每个周期快速关断600安培的电流，电流密度高达300安培每平方厘米！这个耐压1200V的IGBT芯片只有纸张的厚度，可以想象围绕芯片的物理界面的机械应力会有多大。
图 1
在承受高压大电流的同时，功率器件还要面临复杂的工作环境，高温、高湿、高海拔、宇宙射线等问题无一不制约着功率器件的寿命和可靠性。这样，一颗足够强壮的功率芯片就是实现低故障率的重中之重。
客观认为：
如何来评估一颗功率器件的可靠性？这就要用到FIT和MTBF概念。
FIT率是英文Failures In Time的缩写，从其字面意思可知，它是以时间维度来表述失效率的，英飞凌每一款功率器件都可以提供FIT率报告。
以IKW25N120H3 25A/1200V IGBT为例，它的FIT率仅0.75ppm(百万分之一),MTBF（平均无故障时间）达到了1,333,333,333小时，也就是说一万颗管子在一起工作15年，才可能会有一颗管子出现故障，这真的是一个很惊人的数字。
英飞凌是如何实现如此低的故障率？
持续生产出高质量的芯片呢？
让我们一起来继续探索吧!
图 2
品质设计
产品是设计出来的，产品质量也是设计出来的！一枚高质量功率芯片始于设计之初的工程蓝图。根据目标应用的寿命需求，我们设计合理的芯片结构与工艺参数，使得电气性要满足应用需求，而且器件的长期可靠性及寿命也要满足应用需求。
举个例子，海上风电运行寿命是25年，而且还要应对不同的风速变化情况与恶劣的工作环境。而变流器的核心—功率器件的寿命，势必要在25年之上。为了应对这一挑战，英飞凌IGBT5芯片优化了结构，并且给芯片表面敷铜，封装上采用高性能.XT技术，大大提升器件功率循环寿命。
图 3
对于有些应用，比如家用电器，它面临的工作环境和寿命要求就和海上风电完全不同，功率器件的质量设计思路也必须要有所差异。设计之初的差异化，是实现质量精准控制的第一步。
来料控制
晶圆的制造需要高纯度的硅片，以及高纯度的气体、化学试剂等。英飞凌会对来料进行认证检测确保符合生产要求。
举个例子，现在的NPT及FS型IGBT芯片使用高纯度的区熔单晶（FZ）。掺杂浓度的均匀性对功率器件是非常重要的。如果在晶片中存在掺杂浓度（或局部缺陷）的变化，电流可能分布不均匀，特别是在雪崩击穿时，这可能造成局部过热和器件损坏。英飞凌会对来料进行严格的认证检测确保符合生产要求。
图 4
生产流程
晶圆的生产类似搭积木，需要经过反复的循环步骤，才能制造出最终产品。
图 5
举个例子，英飞凌绝大部分的IGBT和所有的SiC MOSFET均使用沟槽栅结构，然而要在坚硬的Si或者SiC表面刻蚀出表面光滑的沟槽并不是一件容易的事，尤其是SiC的莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石（10级），在SiC表面刻槽更是难上加难。因此，沟槽栅的设计-制造环节须历经长期技术沉淀。通过酸腐蚀工艺制备沟槽时，须对沟槽的宽度和深度实现精确控制。同时，IGBT 沟槽底部的倒角需要非常圆润光滑，以免影响器件耐压。而沟槽形貌与设备条件、刻蚀工艺和后处理有着十分紧密的联系。
下面是IGBT7的剖面图，从纵向结构看，一个IGBT有多个层次，例如金属层、栅极氧化层、多晶硅层、N+发射极、P基区、N-漂移区、N缓冲层、P+集电极区等等。
图 6
为了形成这些层次，IGBT需要经过多次离子注入、退火、清洗等工艺，一个Wafer要在设备间循环往复数百次，才能得到最终的晶圆产品，每一步的工艺控制都对成品率及可靠性有重要影响。
图 7
对于生产的每一步骤，英飞凌都采用统计制程控制，确保每道制程的产出都在正常范围之内才会进行下一道工序的生产。例如检查晶圆不同区域沉积层的厚度，当有异常情况就需要停止生产直至找出根因才会继续。
图 8
缺陷筛查
缺陷筛查在芯片生产过程中尤为关键。微结构的晶圆对极小的灰尘颗粒敏感，因为它们会影响电路并造成失效。因此芯片生产车间提出了百级洁净度的要求，所谓“百级”洁净，即每立方英尺的空气中≥0.5微米粒径的粒子数量不超过100个，堪比最高洁净等级手术室的标准。要达到如此高的洁净度标准，除了复杂的空气净化措施之外，最重要的就是控制人员进入！是的，人体就是芯片工艺车间里最大的污染源。为了提高自动化程度，减少人员使用，英飞凌大量使用机器人。英飞凌位于奥地利维拉赫的新半导体工厂耗资16亿元，占地6万平方米，大约有8个足球场那么大，但由于采用了高度自动化技术，整个工厂只需要10名工人就能维持运营！每个工人的产值有多高！
另外，材料的固有缺陷也会影响最终的成品率。举个例子，在双极性运行（PN结，比如MOSFET的体二极管，在导电时）条件下，任何类型的SiC器件都可能出现双极退化效应。这种效应主要是由SiC晶体上早先存在的基底面位错（BPD）触发的。它可能导致芯片的有效有源区域缩小，二极管通态压降逐渐增加。但是，我们可以采取优化的芯片生产工艺抑制这一缺陷，以及在芯片出厂之前执行有效的筛查措施，确保交付给客户的产品拥有稳定的性能。
图 9
这是一项极其挑战的任务，因为它就好像是在足球场里找出散落的图钉。但是为了最终的极限品质，英飞凌愿意克服困难，来执行100%的缺陷扫描，将有缺陷的产品筛选出来。
图 10
可靠性验证
功率芯片要通过多重的可靠性的考验才能最终上市。这些考验包括HTRB，HTGB，PC,TC等等，下面是你能在官网上看到的，英飞凌依据JEDEC标准，出具的可靠性报告中部分条目：
表 1 IMW120R045M1 1200V 45mohm SiC MOSFET质量报告中的电参数部分
但英飞凌不会满足于此，我们真正执行的可靠性实验标准远超JEDEC。如下图所示，是你看不见的，CoolSiC™ MOSFET默默执行的实验标准。HTRB和HTGB（即HTGS）的合格应力时间为1000小时，但英飞凌实际测试的时长是2000小时，是标准时间的2倍！而且，动态应力试验很重要，因为它们可能触发在遵循标准的静态试验中观察不到的失效机制，所以我们做了很多JEDEC标准里并没有列出来的实验，如动态H3TRB和动态反向偏压（DRB）。而这些试验中都未发现任何系统的寿命终期失效机制。
表 2
采用TO247封装的、1200V电压等级的CoolSiC™ MOSFET实际进行的可靠性试验
最终测试
生产环节的收尾工序便是最终测试环节。我们可以按照规格来测试，但是这足够吗？英飞凌的研究发现，如果是偏离主流分布的产品，最终失效的概率可能会比处于主流分布区间之内的高1000倍，因此英飞凌设定按照测试分布6σ来划分上下限，以确保最终出货的高品质。
因此，你看到的数据，实际上有留有很大余量的。举个例子，FF600R12ME4 600A 1200V 数据手册中标称的漏电流最大值ICES 3mA, 然而实测一下会发现，FF600R12ME4 在1200V下的漏电流仅是uA量级。
至此，一颗人类高质量
功率芯片诞生了
一颗小小的芯片，除了复杂的生产工艺，还需要一系列额外的措施才能被赋予高品质，这并不容易。
文章来源：功率半导体生态圈
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型号- HM2N60F,HMS320N04D,HM4822B,HM20P02D,HM8N02MR,HMS310N85,HM3N40R,HMS320N04G,HMS60N10DA,HM3205,HMS150N04D,HM3207,HM2N60K,HM9435B,HM15N50D,HM15N50F,HM80N06KA,HM90N04D,HM17N10K,HMG40N65FT,HM150N03D,HM3N40PR,HMS150N06D,HM75N07K,HM4606D,HM2N20MR,HM3710K,HM20P03Q,HM90N07K,HM05P35MR,HMC4N65,HM10N10,HM3401PR,HMS5N90R2,HMC6N65K,HM20P02Q,HMS40N65T,HMS35N06D,HMS20N70,HMS45P06D,HMS35N06Q,HMC6N65Q,HMC15N65,HM06N15MR,HM4826A,HM12P06K,HMS260N10D,HM50N10K,HMS20N80,HMS60N06D,HMS10N15D,HMS15N65F,HM2N65K,HMG40N65AT,HMS60N06Q,HM40N10A,HM20N03K,HM2N65R,HM9N50K,HMS15N65K,HMS10N50,HMS15N65Q,HM4490B,HM4030D,HM10N65D,HMS3N65R,HM18P10K,HM150N03K,HM10N65F,HMS3N65K,HM4828A,HM4354,HM4110,HM3800D,HMS60N08D,HMS120N10,HM7002KDM,HM7002KDW,HM4805A,HM25N50F,HM90N02D,HM25N50A,HMS3N65F,HMS150N03D,HMC2N120,HMS330N06D,HM4402A,HM2305PR,HM4402B,HM4620D,HM6N70,HM4886A,HM4402D,HM3N80I,HMS10N50K,HM3N80K,HMS10N50F,HM12N60,HMS5N70R2,HMC2N65,HM3N80F,HM12N65,HM80N04K,HM5N65K,HM10N06Q,HM5N65F,HM25SDN03Q,HM80N03A,HMS135N85,HM4887B,HM1404B,HM1404C,HM1404D,HMS3N70R2,HM40N15KA,HM3205D,HM3205B,HM20N120FT,HM4N60I,HMS4444A,HM4922,HM0565,HM4923,HM4920,HM80N03K,HM4926,HM2310DR,HMS4444B,HM4N60R,HMS310N85D,HM4622A,HMS20N80T,HM3N100F,HM3205K,BSS138SR,HM8N100A,HM3N100D,HM07DP10D,HM3400B,HM3400C,HM3400D,HM3400E,HM3DN10D,HMS20N80D,HM8N100F,HMS20N80F,HM18SDN04D,HM4953,HM20DN04Q,HMS3205,HM3P10MR,HM6N10PR,HM15P06Q,HM830,HM55N03D,HM3401C,HM3401D,HM25N120FT,HM3401E,HM3207D,HM30DN02D,HMS17N65,HM3207B,HM6803D,HM3207T,HM340B,HMS17N65F,HMS25N65F,HM4N65K,HMS17N65D,HM4N65F,HMS8N70,HMS8N65,HM4N65R,HMS80N10K,HM2310,HM840,HM3401,HMS80N10G,HM2301BJR,HM3400,HMS25N65T,HM2301DR,HMS15N80F,HMS15N80D,HM3407,HM2318,HM2319,HMS5N65K,HM5N20R,HM2309APR,HMS5N65F,HM2319D,HM16N50F,HMS5N65R,HMS80N10D,HM10N70,HMS5N65Q,HM20P04Q,HMS135N04D,HM4963,HM2301,HM2300,HM9N90F,HM2302,HM2305,HM9N90A,HM10N65,HM4953B,HM2318D,HM3N120F,HM10N60,HM3N120A,HM3422,HM6804D,HM8N60,HM4821A,HMS3205K,HM4409A,HM4402CE,HMC20N120,HM11P20K,HM8N65,HMS3205D,HM2301BKR,HMC20N65T2,HM100N06D,HM01N100PR,HMS11N70K,HM603K,HM30P10,HMS11N70Q,HMS135N10,HM85N02K,HM15N50,HM2818D,HM640,HMS11N70F,HM12N65F,HM12N65D,HM20N50F,HM30SDN02D,HM8205,HM2819D,HM40N20,HM06DP10Q,HM20N06KA,HM1607,HM250N03,HMC10N65,BSS138KR,BSS123DM,HM605K,HM4N70,HMS21N65D,HM6604DB,HMS21N65F,HMC2N120K,HMS21N65T,HM4421C,HM100N06,HM4421A,HM100N03,HM100N02,HM4N60,HM4N65,HMS85P06,HM15N25,HM607K,HM3808,HM30N10,HM18N50F,HMS4354,HM30P55,HM30N04Q,HM12N20D,HM2301BSR,HM2N15PR,HM18N50A,HMS120N10G,HMS320N04,HMS120N10D,HMS120N10K,HM20P02QD,HM45N02Q,HM4421D,HMC5N120K,HMC4N65K,HMS80N06D,HM2P15R,HM5N60I,HM5N60K,HM25P15K,HM30N04D,HMC20N65,HM4640D,HM4884A,HM609K,HM30N02Q,HMS85N10,HM85P02K,HMS5N90K,HMS5N90F,HM70P03K,HMS5N90I,HMS5N90R,HM13N50,HM20N50A,HM40DN04K,HM30N03K,HM100N03K,HM1404,HM3207BD,HM2301KR,HM100N03D,HM45N02D,HM4885A,HM100P03,HM4884Q,HM30N02D,HMS310N85LL,HMS330N06,HM100N02K,HM5N06APR,HM09P12D,HM70N75,HM4260,HM5P15D,HM45P02D,HMS320N04LL,HMS10N80,HM2810D,HMN9N65Q,HM4P10D,HM50N06KA,HM70N80,HM4485,HMN9N65D,HM4484,HM70N88,HM25N60A,HM4P10R,HM4487,HM30P02K,HMC15N65D,HM3205BK,HM7N80F,HM730F,HM2N10B,HM2N10C,HMS3N70,HM50N08,HM50N06,HM3N150,HM50N03,BSS84,HM10N60F,HMS50N06K,HMC8N65K,HMC8N65Q,HMC8N120K,BSS138DM,HM4485A,HM45N06D,HM40P04,HM4030,HM4264,HM6604BWKR,HMS4030D,HM15N25K,HM4486A,HM4110T,HM50N20,HM4P15Q,HM4P10PR,HM4485E,BSS138DW,HM100P03K,HM4485B,HMS100N85D,HMS100N85G,HMS100N85K,HM840F,HM4487B,HM4487A,HMS3N65,HM15N02Q,HM2N60,HM2310PR,HM7002KR,HM12N60F,HMS5N65R2,HM8820E,HM17N10,HMS85N10K,HMS85N10G,HM10N80F,HMS85N10D,HM35P03KA,HM45P02Q,HM30P03Q,HM10N80A,HM8N65K,HMS330N06LL,HM8N65F,HMS8N70F,HM3401DR,HM4440A,HM45P03K,HM9N20K,HM15N25F,HMS8N70K,HM3400KR,HM4616D,HM5P55R,HM16N65F,BSS84DM,HM4616A,HM10N10Q,HM4412,HMS40N10KA,BSS84DW,HM10N10K,HMC8N120,HM4615Q,HMS3N70K,HM75N06KA,HMS3N70F,HM4885,HM4884,HM60P06K,HM50N03K,HMS3N70R,HM4887,HM4409,HM15N120FT,HM4407,HM4616Q,HM2302F,HM2302G,HM2302D,HM60P06,HM2302E,HM2302B,HM80N15,HM4618A,HMC20N120D,HM3N30R,HMS190N04D,HM35P03D,HM35P03K,HM4435,HMS15N70Q,HM4438,HM50P35DE,HM10DP06D,HMS15N70F,HM4437,HM2N50R,HMS15N70K,HM2301E,HM4N10D,HM40N20D,HM2301D,HM2301B,HM7002K,HM40N10KA,HMS18N10Q,HMS200N03D,HM6602,HM4924/B,HM4421,HM4618Q,HMS18N10D,HM6604,HMS100N20D,HM120N04,HM70N75D,HM2300B,HMS80N25,HM120N03,HMS5N80,HM35N03D,HMS5N70,HM4453,HM4450,HM8205D,HM80N70,HM3N30PR,HM10SDN06D,HMC20N65D,HMS80N10,HM25N65A,HM3N100,HM4924B,HMS5N90,HM4443,HM4449,HM1P10MR,HM4447,HM20N15D,HM60N06,HM60N05,HMS40N10D,HM60N08,HM60N02,HMS15N50F,HM60N04,HMS15N50D,HM60N03,HMS65N65T,HMS80N85D,HMS125N10D,HM4240,HMS21N65,HM4480,HM50P06,HM50P03,HM50P02,HM3N10A,HM9926,HM2N65PR,HM6P15K,HM35N03Q,HM02P30R,HM8205A,HM6400,HM2318APR,HMS5N65,HM6401,HM3N120,HM6408,HMS40N10A,HM6409,HM75N80,HM13P10K,HMS10DN08Q,HM10DN06Q,HM25N06D,HM60N03D,HM6N10R,HM2302BKR,HM4812,HM4813,HM25N10,HM60N03K,HMS4438,HMS85N08K,HM2302KR,HM70P04K,HM2N50PR,HMS16N70,HM150N03,HM60N04K,HM3710,HM4805,HM4803,HMS260N10LL,HM7N60,HM18N40F,HMS5N70F,HMS135N10K,HM3N70I,HM18N40A,HM3N70K,HM18DP03Q,HMS5N70K,HMS80N25D,HM4830,HM18DP03D,HM60N05K,HM45P03,HMS5N70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澜芯半导体（LXP）MOSFET和IGBT选型表
描述- 上海澜芯半导体有限公司是一家专注碳化硅功率器件开发和设计的功率芯片设计公司，团队核心成员均超过15年功率芯片设计开发经验。公司基于完整的自有设计和工艺开发经验，在一年时间内通过快速迭代开发，现已有SiC、超结Mosfet、IGBT等众多成熟产品，广泛适用于新能源汽车电驱控制器，车载充电机（OBC），车载直流变换器（DCDC），空压机电控；光伏风电逆变器；充电桩模块；储能变流器；大功率开关电源；通信电源等相关产品。
型号- LX1C160N120Y,LX1C160N120W,LX7G030N075Y,LX7G075N120Y,LX7G075N075Y,LX7G160N075W,LX7G075N120W,LX7G030N075W,LX7G075N075W,LX7G160N075Y,LX7G025N120W,LX7G275N075W,LX2C060N120Y,LX1S110N065NAC,LX7G275N075Y,LX2C060N120W,LX7G030N075F,LX7G100N120W,LX7G100N120Y,LX7G030N075C,LX7G025N120F,LX2C030N120Y,LX7G025N120C,LX7G015N120Y,LX1S110N065NAF,LX2C030N120W,LX2C013N120D,LX2C013N120B,LX1S110N065NAW,LX1C040N120B,LX1S110N065NAY,LX1C040N120D,LX2C030N120B,LX1S110N065FBC,LX1S110N065FBF,LX2C030N120D,LX7G275N075C,LX1S110N065FBW,LX7G275N075F,LX1S450N065NAY,LX1S110N065FBY,LX1S450N065NAW,LX7G025N120Y,LX1S450N065NAF,LX2C013N120Y,LX2C016N120Y,LX2C013N120W,LX1C040N120W,LX1C160N120D,LX1C040N120Y,LX1C160N120B,LX1S360N065NAY,LX1S360N065NAW,LX1S450N065NAC,LX1S360N065NAF,LX1S360N065NAC,LX2C016N120B,LX2C016N120D,LX1S080N065NAF,LX1S180N065FBY,LX1S080N065NAC,LX1S680N065NAF,LX1S230N065NAF,LX1S230N065NAC,LX2C016N120W,LX1S680N065NAC,LX7G050N120C,LX7G150N120C,LX1S040N065NAF,LX7G050N120F,LX1S040N065NAC,LX7G050N075C,LX7G150N120F,LX7G050N075F,LX1S180N065NAW,LX7G050N075W,LX1S180N065NAY,LX7G050N120Y,LX7G050N075Y,LX1S180N065FBC,LX1S040N065FBC,LX1S230N065FBW,LX1S040N065FBF,LX1S180N065FBF,LX1S230N065FBY,LX1S040N065NAW,LX1S040N065NAY,LX7G050N120W,LX1S080N065FBF,LX1S040N065FBW,LX1S040N065FBY,LX1S080N065FBC,LX1S080N065NAY,LX1S230N065FBF,LX1S080N065NAW,LX1S180N065FBW,LX1S230N065NAY,LX1S230N065FBC,LX1S680N065NAW,LX1S680N065NAY,LX1S230N065NAW,LX7G100N120C,LX7G040N120W,LX7G015N120W,LX7G040N120Y,LX7G015N120C,LX7G015N120F,LX2C060N120D,LX2C060N120B,LX1C080N120Y,LX7G100N120F,LX1S180N065NAC,LX1S080N065FBY,LX1C080N120W,LX1S180N065NAF,LX1S080N065FBW,LX7G150N120Y,LX1C080N120B,LX7G160N075C,LX7G160N075F,LX7G075N075F,LX1C080N120D,LX7G075N120F,LX7G150N120W,LX7G075N120C,LX7G075N075C,LX7G040N120C,LX7G040N120F
世强硬创获索力德普授权代理，大功率IGBT模块实现10PCS+并联使用
索力德普产品广泛应用于电焊机、感应加热、光伏领域、光伏逆变器、储能变流器、大功率变流器、电机/伺服驱动器、不间断电源、高频开关应用、风电变流器、新能源汽车等领域。
签约新闻 发布时间 : 2024-07-09
必易微新推650V高可靠半桥栅极驱动器KP85402，具有完善保护功能，聚焦家用电器、工业新能源等应用
必易微新推出的栅极驱动器KP85402，聚焦家用电器、工业新能源等应用场合，可为客户提供高可靠性、低成本栅极驱动解决方案。KP85402开关节点耐压为650V，输出峰值拉电流和灌电流能力分别为300mA和1000mA，专用于驱动功率MOSFETs或IGBTs。KP85402在开关节点VS瞬态-60V（100ns）情况下可保证系统正常工作，可支持100V/n的dv/dt变化。
产品 发布时间 : 2024-01-10
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可定制UV胶的粘度范围：150~25000cps，粘接材料：金属，塑料PCB，玻璃，陶瓷等；固化方式：UV固化；双固化，产品通过ISO9001:2008及ISO14000等认证。
最小起订量： 1支 提交需求>
满足150W内适配器、PD快充、氮化镓快充等主流产品测试需要；并可查看被测开关电源支持协议，诱导多种充电协议输出，结合电子负载和示波器进行高精度测试。测试浪涌电流最大40A。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳 提交需求>
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