電子元器件失效性分析報告(已修改)
2025-08-15 05:50 本頁面
【正文】 . . . .. .電子元器件失效分析技術(shù) 學(xué)習(xí)好幫手第一講 失效物理的概念l 失效定義失效的概念1 特性劇烈或緩慢變化2 不能正常工作l 失效種類1 致命性失效：如過電應(yīng)力損傷2 緩慢退化：如MESFET的IDSS下降3 間歇失效：如塑封器件隨溫度變化間歇失效失效物理的概念l 定義：研究電子元器件失效機理的學(xué)科l 失效物理與器件物理的區(qū)別l 失效物理的用途失效物理的定義l 定義：研究電子元器件失效機理的學(xué)科l 失效機理：失效的物理化學(xué)根源l 舉例：金屬電遷移 金屬電遷移l 失效模式：金屬互連線電阻值增大或開路l 失效機理：電子風(fēng)效應(yīng)l 產(chǎn)生條件：電流密度大于10E5A/cm2高溫l 糾正措施：高溫淀積，增加鋁顆粒直徑，摻銅，降低工作溫度，減少階梯，銅互連、平面化工藝失效物理與器件物理的區(qū)別l 撤銷應(yīng)力后電特性的可恢復(fù)性l 時間性失效物理的用途1 失效分析：確定產(chǎn)品的失效模式、失效機理，提出糾正措施，防止失效重復(fù)出現(xiàn)2 可靠性評價：根據(jù)失效物理模型，確定模擬試驗方法，評價產(chǎn)品的可靠性可靠性評價的主要內(nèi)容l 產(chǎn)品抗各種應(yīng)力的能力l 產(chǎn)品平均壽命失效物理模型l 應(yīng)力－強度模型失效原因： 應(yīng)力強度強度隨時間緩慢減小如:過電應(yīng)力（EOS）、靜電放電（靜電放電 ESD）、閂鎖（latch up)l 應(yīng)力－時間模型（反應(yīng)論模型）失效原因：應(yīng)力的時間累積效應(yīng)，特性變化超差。如金屬電遷移、腐蝕、熱疲勞應(yīng)力－強度模型的應(yīng)用l 器件抗靜電放電（ESD）能力的測試溫度應(yīng)力－時間模型EdMdt=Ae?kTT高，反應(yīng)速率大，壽命短E大，反應(yīng)速率小，壽命長溫度應(yīng)力的時間累積效應(yīng)Mt?M0=Ae?EkT(t?t0)失效原因：溫度應(yīng)力的時間累積效應(yīng)，特性變化超差與力學(xué)公式類比dMdt=Ae?EkTdvdt=FmMt?M0=Ae?EkT(t?t0)mvt?mv0=F (t?t0)失效物理模型小結(jié)l 應(yīng)力－強度模型與斷裂力學(xué)模型相似，不考慮激活能和時間效應(yīng)，適用于偶然失效和致命性失效，失效過程短，特性變化快，屬劇烈變化，失效現(xiàn)象明顯l 應(yīng)力－時間模型（反應(yīng)論模型）與牛頓力學(xué)模型相似，考慮激活能和時間效應(yīng)，適用于緩慢退化，失效現(xiàn)象不明顯應(yīng)力－時間模型的應(yīng)用：預(yù)計元器件平均壽命l 1求激活能 ELn L2Llnln=LL1A==exp(B +B +EkTEkTEkT)1Ln L1BlnL2=B+EkT21/T11/T2預(yù)計平均壽命的方法l 2 求加速系數(shù)FE==exp(LAEexp( )L2A2kT=)kT2EL A exp( )1EkT1L=A exp(
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