华师大电子产品可靠性复习题Word格式文档下载.docx
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6.失效概率:
器件在特定环境下,在时刻t以前失效的几率。
累计失效率:
从0→t时间内失效的累计量。
7.可靠度的定义:
指器件在给定时间内和规定条件下完成规定功能的概率。
8.1Fit的物理意义:
指10亿个产品,在一小时内只允许有一个失效或每千小时只允许有百万分之一的失效概率。
9.F(t):
反映的是累计的失效率。
10.λ(t):
反映的是t时尚未失效的器件,在单位时间内的失效率。
11.平均寿命——某批产品寿命的平均值。
12.不可修复产品:
指失效前的工作或储存的平均时间。
13.可修复产品:
指两次相邻失效间,工作时间的平均值,即平均无故障工作时间。
14.固定电荷Qf:
固定电荷是由Si-SiO2界面附近过剩的Si离子或者说是氧空位引起的,其存在于SiO2中,距Si-SiO2界面约几十埃的范围内。
固定电荷的面密度是固定的,不随外加偏压和Si表面势变化;
SiO2层厚度、Si衬底掺杂类型及浓度(1014—1017/cm3内)对Qf无明显影响;
在相似的工艺条件下,Qf随晶体的取向而明显变化,并按(111)>
(110)>
(100)
顺序递减,近似呈3:
2:
1。
15.可动离子电荷Qm:
氧化层中的可动离子电荷(Li+、K+、Na+等碱金属离子和H+离子等)其中以钠离子(Na+)影响最大;
原因:
钠性质活泼;
含量高;
在SiO2中的扩散数仅次于H,比B、P、As大近万倍。
16.抑制可动离子电荷Qm:
由于Si–SiO2界面存在氧化物电荷,引起器件参数不稳定,其中,影响最大的为可动离子电荷(例如Na+),为减少SiO2中Na+沾污和降低SiO2中Na+的活性,在工艺中采取钝化措施。
钝化主要从三方面进行:
“无Na+”SiO2的生长;
减弱Na+的活性;
防止芯片制成后Na+的二次沾污。
17.界面陷阱电荷Qit:
起源于Si—SiO2界面的结构缺陷、氧化感生缺陷以及金属杂质和辐射等因素引起的一些缺陷。
这种结构缺陷可接受空穴或电子而带一定电荷,即界面陷阱电荷。
18.氧化层陷阱电荷Qot:
主要来源:
Si-SiO2系统受到χ射线、γ射线、高能乃至低能各种辐射后产生的电子-空穴对;
也可以是雪崩或非雪崩下热载流子注入产生的电子-空穴对。
Qot可以是正电荷,也可以是负电荷,其取决于SiO2陷阱中俘获的是空穴还是电子。
19.位移辐射效应:
辐射粒子与晶体中的原子发生碰撞,使晶格中的原子位移变成间隙原子,而在原来位置上留下空位,从而形成空位-间隙原子对(Frenkel缺陷),这种现象称为位移辐射效应。
20.电离辐射效应:
当辐射粒子与晶体中的电子相互作用时,把能量传给电子,使电子脱离原来运动的轨道,成为自由电子,而原子则变为带正电的离子,这一过程称为电离辐射效应。
21.单粒子效应:
α射线、高能中子束和宇宙射线中的高能重粒子作用产生的结果称为单粒子效应。
它使DRAM的存储单元产生可以恢复的失效(或误差)--软误差。
22.辐射吸收剂量:
辐射吸收计量是指在辐射环境下,材料单位质量所吸收的能量,单位为Gy(戈瑞)
国际单位制(SI):
表达式为m2•s-2
与SI单位并用的另一单位:
rad(拉德),其中
1rad=吸收能量100erg(尔格)/g(克)
1Gy=100rad
材料不同吸收计量也不同,所以吸收计量需注明是什么材料,例如Gy(Si)或rad(Si)。
23.中子辐射积分通量Φn:
它表明了材料及器件受到位移效应影响的大小,由单位面积照射的中子数表示为:
中子数/cm2。
24.可靠性试验:
凡是为提高产品可靠性、考核产品可靠性、评价和分析产品可靠性而进行的试验。
它包括器件在各种环境条件和工作条件下的模拟试验和使用试验。
25.可靠性试验的目的:
在研制阶段选择最佳设计方案和工艺方案;
在生产过程中确保器件的设计指标;
制定合理的工艺筛选条件;
研究器件的失效机理。
26.可靠性试验的分类:
依据试验目的可分为:
工程可靠性试验——以提高产品固有可靠性为目的;
统计可靠性试验——以评价产品可靠性水平为目的。
27.可靠性试验的分类:
28.从试验方式和场所的角度可分为:
模拟试验——模拟现场环境或工作条件对器件施加应力的试验;
现场试验——在工作现场的试验,包括现场存储和现场使用试验。
29.可靠性试验的分类:
从试验施加应力大小的角度可分为:
破坏性试验——样品参数、结构产生缺损的试验;
非破坏性试验——样品性能、结构未发生变化的试验;
正常和加速应力试验。
30.可靠性试验的分类:
31.依据施加应力的类别可分为:
环境试验——气候环境和辐射环境试验等;
机械试验;
电磁试验。
32.潮湿试验:
针对典型的热带气候环境设计的,以施加加速应力的方法评定产品在潮湿和炎热的条件下抗衰变的能力。
33.盐雾试验:
模拟海洋大气的环境,以检验器件的电镀层和化学涂覆层的质量。
34.辐射试验:
研究和探索核辐射对器件性能的影响,以得到各种器件致命的损伤剂量、失效规律及其机理。
35.机械振动试验:
在实验室中模拟各种恶劣的环境,以检验、考核电路在不同振动条件下的结构牢固性和电参数的稳定性。
36.密封性试验:
确定器件的漏气速率
气密封装漏气速率小于10-8大气压•厘米3/秒;
相当于在一个大气压差下,30年内不允许1厘米3的氦气漏过封接处;
37.寿命试验:
定义:
评价分析产品寿命特征的试验称为寿命试验:
目的:
是要知道在一定条件下半导体器件的寿命,即了解器件在贮存和工作条件下,器件参数随时间不可逆的变坏过程。
38.可靠性筛选:
将坏的不符合规定要求的废次品,通过各种方法予以淘汰、剔除,而将好的、合格的产品选出留下;
任何产品的可靠性是该产品本身固有的,是由人们设计并制作进去的。
39.高温贮存筛选:
通过热应力来加速可能发生或存在的任何物理、化学反应。
40.功率老化和高温工作筛选:
在额定功耗下,同时提高环境温度以获得足够大的筛选应力,将器件制造过程中可能存在的一系列表面、体内及金属化的潜在缺陷器件剔除。
41.失效分析的作用:
通过失效分析得到改进设计、工艺或应用的依据和启示;
通过了解引起失效的现象和机理,得到预测可靠性的模型和公式;
为确定可靠性试验条件提供理论依据和实际分析手段;
为工程选用器件提供决策依据。
42.IC失效分析程序的基本原则:
先调查、了解与失效有关的情况(器件类型、运用时应力条件、失效现象等),后分析
失效器件;
先做外部分析,后做内部(介剖)分析;
先做非破坏性分析,后做破坏性分析。
43.IC失效分析的步骤:
数据的收集与分析;
失效现象的观察和判定;
假定失效机理;
失效机理的认定与验证;
总结。
44.破坏性物理分析的目的;
检查实际产品是否与其设计、工艺所要求的相符合;
提出批产品处理意见和修改措施;
独立地检查、验证供货方的产品质量。
45.微分析技术的物理基础:
利用电子、离子或光子入射束入射到样品表面,入射束与电路表面原子或晶体相互作用后,发射出电子、离子、中子或光子中的一种或同时发射出数种,这些带有样品表面信息的出射粒子经相应的探测器接收、分析,即可得到样品的图像(形貌)和谱(组分)。
46.用于显示样品表面或剖面形貌的分析手段主要有:
光学显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、场发射透射电子显微镜(FE-TEM)和聚焦离子束(FIB)等。
47.SEM的成像机制:
样品表面不同材料的二次电子产额不一样,不同材料表现出不同衬度(相邻部分间的黑白对比度或颜色差);
样品表面的起伏导致二次电子产额的差异;
样品表面电位不同,产生不同的电压衬度。
48.SEM样品制备:
基本要求—导电,否则,由于电子束不断扫描会使表面积累电荷,造成样品表面充电,
影响图像质量。
处理方法—表面蒸发一层金或碳导电膜。
49.透射电子显微镜TEM的工作原理
原理:
由电子枪发射的电子束,经高压加速和会聚透镜的作用,聚焦于样品表面,由于样品很薄(<
1000A0),透过样品的电子经物镜成像,再经过中间镜和投影镜进一步放大,在荧光上得到电子显微像。
50.在TEM中,衍射束汇聚成衍射斑点,晶体样品的各衍射点构成电子衍射花样,由晶体电子衍射谱可直接得出试样的晶体点阵特征,用于晶体微观结构的分析研究。
51.聚焦离子束技术FIB:
扫描成像的最小分辨率可达7nm;
微细加工时最小束斑可达0.
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