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絶縁破壊メカニズムの特定とは？課題と対策・製品を解説
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評価・分析・検査における絶縁破壊メカニズムの特定とは？
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株式会社エルテックは『短絡耐量評価・解析レポート』を販売しています。
短絡故障の瞬間に爆発する他のSiC MOSFETと比較して、
INFINEON CoolSiC MOSFETは爆発することなくソフトに故障します。
このレポートでは、短絡耐量性を測定し、故障メカニズムを明らかにしています。
【特長】
■試験測定データの結果と先端SiCトランジスタの短絡耐量を制限する
物理的メカニズムを特定するための解析評価
■破壊までの臨界温度および破壊エネルギーが抽出される
■破壊モードとの物解析を行う
■INFINEONと他社の1200Vトランジスタの短絡耐量を比較する
■短絡耐性を高めるためのトランジスタ構造とプロセスの変化を明らかにする
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
短絡耐量評価・解析レポート
当社では、『東芝デバイス&ストレージ SiC MOSFET(TW070J120B)
構造解析、プロセス、デバイス特性解析レポート』をご提供しております。
プロセス・デバイス特性解析レポートでは、構造解析結果に基づき、
製造プロセスフローの推定、フォト/マスキングのプロセス工程数の見積、
N-エピ層(ドリフト層)のドーピング濃度分析、オン抵抗解析やブレークダウン
電圧の解析を行っています。
【解析のポイント】
■構造解析レポート
・SiC-MOSFETの平面レイアウトおよび断面構造を明らかにしている
・本製品の特長であるSBD領域についての断面構造とSBDメタルのEDX分析を実施
■プロセス・デバイス特性解析レポート
・Schottkyダイオード特性の測定を行い、他社SiC-MOSFET製品の
内蔵Bodyダイオード特性と比較している など
※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
SiC MOSFET構造解析、プロセス、デバイス特性解析レポート
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評価・分析・検査における絶縁破壊メカニズムの特定
評価・分析・検査における絶縁破壊メカニズムの特定とは？
パワーデバイスおよびパワーモジュールにおいて、絶縁破壊は製品の信頼性や安全性を著しく低下させる重大な問題です。この「評価・分析・検査の絶縁破壊メカニズムの特定」とは、製品が使用中に、あるいは製造・試験プロセスにおいて、どのような物理的・化学的要因によって絶縁が破壊されるのか、その根本原因を突き止めるための活動全般を指します。これにより、設計改善、製造プロセスの最適化、そして信頼性の高い製品開発に繋げることが目的です。
課題
破壊原因の特定困難性
絶縁破壊は微細な欠陥や複合的な要因によって発生するため、その初期段階や根本原因を特定することが技術的に困難な場合が多い。
多様な破壊モードへの対応
熱、電気、機械的ストレス、環境要因など、絶縁破壊には多岐にわたるモードが存在し、それぞれに対応した分析手法が必要となる。
非破壊検査の限界
破壊に至る前の微細な損傷や劣化を、製品にダメージを与えずに検出する非破壊検査技術の精度や適用範囲に限界がある。
データ解析と知見の集約
膨大な試験データや分析結果から、再現性のある破壊メカニズムを抽出し、設計や製造プロセスにフィードバックするための体系的な知見集約が課題となる。
対策
高度な分析技術の適用
電子顕微鏡、分光分析、熱分析などの高度な分析手法を組み合わせ、破壊箇所の微細構造や組成を詳細に解析する。
加速劣化試験の最適化
実際の使用環境を模擬した加速劣化試験を設計し、様々なストレス条件下での破壊挙動を再現・分析する。
シミュレーションとモデリング
有限要素法などのシミュレーション技術を用いて、電気的・熱的ストレス分布を可視化し、破壊に至るプロセスを理論的に予測・検証する。
AI/機械学習によるパターン認識
過去の試験データや分析結果をAI/機械学習で学習させ、未知の破壊現象における共通パターンや異常を検知・予測する。
対策に役立つ製品例
高分解能電子顕微鏡システム
破壊箇所の微細構造や欠陥をナノメートルオーダーで観察・解析し、物理的な破壊起点や伝播経路を特定するのに役立つ。
多機能環境試験装置
温度、湿度、電圧、電流などを精密に制御し、様々なストレス条件下での絶縁破壊挙動を再現・加速させ、原因究明のためのデータを取得する。
非破壊検査用画像解析ソフトウェア
X線CTや超音波などの非破壊検査で得られた画像データから、内部の微細な損傷や異常箇所を自動的に検出し、その特徴を分析する。
絶縁破壊解析支援システム
試験データ、分析結果、シミュレーション結果などを統合管理し、AI/機械学習を用いて破壊メカニズムの特定や傾向分析を支援する。
