随着半导体生产工艺的完善，由生产工艺引起的失效正在减少，越来越多的分立器件是由于使用不当造成失效的，主要失效模式及所占比例如图12-13所示。

（1）开路，包括引线断、芯片烧毁、芯片黏结脱落和芯片开裂等。

（2）电参数漂移，包括耐压值降低、漏电流超标、饱和压降增大、开启电压漂移、直流放大系数h _FE 退化、导通电阻增大、沟道漏电和表面漏电等。

（3）短路，包括完全短路或呈现电阻特性。

图12-13 半导体分立器件主要失效模式及所占比例

由于分立器件的种类较多，因各自功能和工艺不同，失效表现有较大差异，有其特殊性。然而，作为半导体工艺形成的基本器件，其失效物理则有一定的相似性。

（1）热致击穿。热致击穿或二次击穿失效是影响半导体功率器件的主要失效机理，使用过程中的损坏多半与二次击穿现象有关。二次击穿分为正向偏置二次击穿和反向偏置二次击穿。前者与器件自身的热性能有关，如器件的掺杂浓度、本征浓度等，后者与空间电荷区（如集电极附近）载流子雪崩倍增有关，两者总是伴随着器件内部的电流集中。

（2）过流烧毁。对于整流用二极管或晶闸管，工作时出现瞬时过流脉冲，由过流脉冲造成的失效原因包括顶层金属化熔融，特别是键合工艺的二极管；机械损伤、器件裂纹，这是由于热膨胀导致的热和机械应力的作用；由于温度升高导致的电阻负温度效应，二极管正向压降降低，正反馈形成，导致局部范围内大电流形成热点。

（3）过压击穿。分立器件的反向击穿电压受雪崩击穿的限制，可以短时间工作于雪崩击穿状态。对于平面结器件，边缘位置限制了反向最大电压（MOSFET除外，元胞结构决定了雪崩击穿最初始于元胞下方），因此，雪崩击穿最先从边缘开始。例如，对于带有保护环的平面结二极管，P型阳极与最近的电压环之间的电场强度最大，如果这里发生击穿，则与电压有关。

（4）动态雪崩。动态关断过程中，器件内部所发生的由电流控制的受自由载流子浓度影响的碰撞电离现象，引起动态雪崩，该现象在双极型器件、二极管和IGBT中都可能发生。

（5）芯片焊接失效。理想的焊接界面应不存在内应力、无裂纹和空洞、低欧姆接触和具有低的地接触热阻。实际上，由于硅片底面和底座镀金层的污染、天然氧化和镀金层影响，芯片的焊接界面存在不可靠因素。

由于芯片与焊料是不同的材料，其热膨胀系数不同，在高温下存在热失配问题。另外，焊接空洞的存在会增大器件热阻，使散热变差，在局部区域形成热点，使结温升高，引起电迁移等与温度相关的失效发生。

（6）内引线键合失效。键合点的腐蚀失效，在水汽、氯元素等作用下，产生铝的腐蚀。热循环或振动循环导致铝键合引线疲劳断裂。模块封装的IGBT体积较大，如果安装方式不当，极易形成应力集中，导致模块内部引线发生疲劳断裂。对于功率器件，采用铝-铝键合系统，键合压力过大会产生键合弹坑等损伤。