短波長レーザーによるOBIRCH解析サービス

SiCは従来のSi半導体と比べ、エネルギーロスの少ないパワーデバイスであり注目を集めていますが、Si半導体とは物理特性が異なるため、故障解析も新たな手法が必要となります。

OBIRCH解析の原理 (Optical Beam Induced Resistance CHange)

OBIRCH解析の原理

  • 半導体回路に定電流を流して、OBIRCHアンプで電流の変化をモニターしながら、レーザーを走査します
  • レーザー加熱による電流の変動を2次元の画像として表示させ、リーク不良箇所を特定します。
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 結合エネルギー
(eV)
原子間距離
(nm)
熱伝導度
(W/cmK)

SiC

4.500.188

4.9

Si1.120.235

1.5

SiCはSiと比べ結合エネルギーが大きく堅牢な構造のため、熱伝導度も高いため局所的な加熱が難しい

 波長(nm)エネルギー密度
短波長レーザ (GL)532
近赤外レーザ (IR)1300

短波長レーザはエネルギー密度が高く、SiC構造を効率良く加熱でき、また基板を透過するため高感度のOBIRCH解析が可能である。(GL-OBIRCH)

SiC MOSFETの解析

IR パターン像+電流変化像

IR-OBIRCH

GL パターン像+電流変化像

GL-OBIRCH

GL-OBIRCHのみ信号検出される
D-S間IV特性

D-S間IV特性

D-S間IV特性

D-S間IV特性

  • Cree社製 SiC MOSFET (Spec:VDSS=1200V, VGS=25V):EOSによるD-S間リークを作製し、リーク箇所を特定した。
  • 約8uA/3Vにて、IR-OBIRCHでは検出出来なかった微少リーク箇所もGL-OBIRCHでは高感度で検出できる。

リーク箇所断面TEM観察

Ref断面TEM像

Ref断面TEM像

リーク箇所断面TEM像

リーク箇所断面TEM像

  • 検出した信号箇所をピンポイントでTEM観察実施。Poly-Si形成不良、チャネル部であるSiC界面にて結晶ダメージを確認。