|
Фізичні основи надійності напівпровідникових приладів та інтегральних схем
1. Вступ. Основні характеристики надійності приладів
Проблеми надійності в електронній техніці. Надійність як наука. Два основних підходи до оцінки надійності - статистичний та фізичний. Показники надійності. Основні нормативні документи. Математичне представлення показників надійності. Основні поняття теорії ймовірностей. Статистичний ряд та його властивості. Основні закони розподілу випадкових величин: гіпергеометричний, біномінальний, закон Пуассона, експоненціальний, закон Вейбулла, нормальний закон розподілу.
2. Фактори ненадійності приладів. Зовнішні дії та їх класифікація. Механічна дія. Теплова дія. Дія вологості та агресивних середовищ. Радіаційні дії. Технологічні та експлуатаційні фактори ненадійності приладів.
3. Види та механізми відмов напівпровідникових приладів та інтегральних схем
Причини та механізми відмов дискретних напівпровідникових приладів. Механізми відмов контактів метал-напівпровідник з бар`єром Шотткі. Дифузійні процеси в контакті метал-напівпровідник. Епітаксія в твердій фазі. Хімічна взаємодія на границі метал-напівпровідник. Деградація та відмова контактів з багатошаровою металізацією. Особливості деградаційних процесів у контактах з складними напівпровідниками. Деградаційні процеси в контактах з бар`єром Шотткі при електричних діях. Механізми деградації та відмов біполярних діодів та транзисторів. Фізика відмов МДН структур. Пробій в тонкому окислі та ефект гарячих носіїв. Фізика відмов малошумлячих птш. Вигорання. Механізми раптових відмов. Поступова деградація параметрів. Механізми відмов потужних ПТШ.
Надійність активних елементів інтегральних схем. Загальна характеристика активних елементів інтегральних схем. Механізми поступових та раптових відмов біполярних інтегральних діодів та транзисторів. Зв?язок технології виготовлення з стабільністю параметрів активних елементів. Вплив дефектів окислів та металізації на відмови.
Надійність та механізми відмов пасивних елементів інтегральних схем. Надійність ємносних та резистивних елементів інтегральних схем. Способи забезпечення виробничої надійності пасивних елементів інтегральних схем. Дослідження деградаційних процесів у тонкоплівкових конденсаторах та резисторах. Фізичний аналіз особливостей старіння та руйнування пасивних елементів, металізації та контактних сполучень в інтегральних схемах.
Механізми відмов напівпровідникових приладів та мікросхем при радіаційних діях.
4. Методи дослідження та прогнозування надійності
Методи та засоби неруйнуючого контролю напівпровідникових приладів та інтегральних схем, що їх застосовують для визначення та прогнозування надійності. Оптичні методи контролю. Контроль електрофізичних параметрів. Контроль якості напівпровідникових приладів по шумових характеристиках. Теплові методи контролю. Радіаційні методи контролю. Методи контролю електронним та лазерним зондом. Сучасні методи аналізу відмов.
Методи випробувань приладів на надійність. Класифікація випробувань. Поняття про вибіркові методи контролю.
Методи прогнозування надійності. Математичні методи прогнозування надійності. Детерміновані та ймовірносні методи. Прогнозування надійності методом розпізнання образів. Фізико-статистичні методи прогнозування надійності. Прискорені випробування. Фізичні методи прогнозування надійності. Діагностика інтегральних схем за допомогою тестових структур.
Основні шляхи підвищення надійності напівпровідникових приладів та інтегральних схем.
ЛІТЕРАТУРА
1. Надежность электронных элементов и схем. /Под.ред. С.И.Шнайдера. - Москва: Мир, 1977.
2. Некрасов М.М., Платонов В.В., Дадеко Л.И., Испытания элементов электронной аппаратури. - Київ: Вища школа, 1982. -301 с.
3. Пряников В.С. Прогнозирование отказов полупроводниковых приборов. -Москва: Энергия, 1978, - 111 с.
4. Стриха В.И., Бузанева Е.В. Физические основы надежности контактов металл - полупроводник в интегральной электронике. Москва: Радіо та зв?язок, 1987, - 253с.
5. Чернышев А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем. Москва: Радіо та зв?язок, 1988, - 271 с.
6.Полевые транзисторы на арсениде галлия. Принципы работы и технология изготовления. Под.ред. Д.В.ДиЛоренцо, Д.Д.Канделуолы. Москва: Радіо та зв`язок, 1988, 494 с.
Програму склав:
- А.Г.Шкавро, канд. фіз.-мат. наук
|