国产半导体器件长期贮存试验研究

本文通过对北方实验室条件下贮存25年的国产商用高频小功率晶体管进行研究.找到三种失效模式.考虑到现代技术可消除的因素(或已焊接使用),计算预计80年代的国产商用器件储存失效率水平小于10-7/h.     

国内外塑封小功率晶体管的比较

从62年至72年,经过十年的努力.人们发明了改性环氧树脂,并解决了半导体器件表面钝化技术,使塑封器件得到飞跃的发展,目前它以上百亿的产量畅销市场,应用范围从单纯的消费品扩大到各种工业,甚至个别军用设备.近几年来,我国的塑封器件也获得了相应的发展,但在产量、质量、价格和可靠性等方面与国外差距较大,现就82年度全国质量评比的塑封小功率晶体管[NPN平面型高频小功率晶体管3DG201(202)B](简称国产管)和日本日电公司同类产品9011GIXD(简称国外管)进行全面的比较.     

砷化镓高电子迁移率晶体管的贮存试验与失效分析

高电子迁移率晶体管(HEMT)能在高频(>60GHz)下工作,具有增益高和噪声系数小的优点,因而成为微波通信和高速微电子应用中的关键器件.今天,这些器件已成功地用于卫星接收器、微波振荡器、混频器和多路转换器中.文献中描述过的限制HEMT可靠性的失效机理包括:界面和陷阱相关效应、2度泄漏、欧姆与肖特基接点退化、ESD和紫斑.本文的目的是介绍通过商用晶格匹配的AlGaAs/GaAs低噪声HEMT的无偏压贮存试验来鉴别的失效机理。     

塑封管的失效分析和提高可靠性的途径

在晶体管可靠性研究方面,国内、外都以大量的人力物力,从各个不同角度出发,使用较为先进的分析仪器和手段进行广泛深入地研究工作,首先是通过失效模式的分析,找出失效机理,再通过试验,最后提出改进的办法.所以半导体器件的可靠性达到较高的水平,国外半导体分立器件的失效率已达到1×10~(-6),国内的分立器件失效率也已经达到1×10~(-5)的水平.但是有些器件跟国外同类产品相比,在可靠性方面还存在一定的差距,远远满足不了用户的使用要求.     

微波功率晶体管的热失效分析

微波功率晶体管是微波功率放大器中的核心器件,其热性能在很大程度上决定于封装管芯的管壳.针对某型号的微波功率晶体管在进行生产筛选的功率老化试验时出现的热失效问题进行分析与讨论,最终确定器件管壳内用于烧结管芯的氧化铍(BeO)上的多层金属化层存在质量缺陷,使管芯到BeO的热阻增大,因此出现了老化时部分器件失效现象.提出了预防措施,既可避免损失,也能保证微波功率晶体管在使用中的可靠性.     

半导体器件失效分析

失效分析是半导体器件可靠性工程的重要组成部分.本文从器件设计、材料及工艺角度概述了半导体器件失效机理、失效模式;同时,对常规失效检验法及其仪器做了简要介绍.     

塑封双极型功率晶体管的失效与案例分析

由于其自身的结构与封装形式,塑封双极型功率管存在很多可靠性问题.介绍了塑封双极型功率晶体管可靠性问题及失效机理,包括封装缺陷、粘结失效以及由于温度变化而引起的热应力失效和由于吸入潮气而导致的腐蚀失效.通过剖析一晶体管的失效机理,给出了对此类晶体管失效分析的方法和思路.讨论了晶体管存在异物、芯片粘结失效和热应力失效等失效模式.     

外刊题录

1.GaAs-GaAlAs异质结构中电子迁移率与温度的关系Appl.Phys.Lett.、Vol.45,No.2,P.294,1984.72.半导体器件失效分析—理论、方法和实践Microelectron.J.,Vol.15,No.1,P.5,1984.1-23.双极功率器件(晶体管)Microelectron.Reliab,Vol.24,No.2,P.313,19844.新型硅微波功率晶体管可靠性大大提高Microw.RF,Vol.27,No.7,P.71,1984.75.大功率半导体器件采用ⅡA型金钢石作散热器提高了输出功率Microw.RF,Vol.27,No.7,P.74,1984.7     

半导体器件参数退化失效分析

1 前言电参数漂移、超差或退化是半导体器件常见的失效模式。这类失效会导致产品合格率不高;使得成品器件档次下降;更严重的是还会影响整机的寿命和可靠性.引起这类失效的原因很多,如材料缺陷,生产工艺欠佳,使用条件、环境所致等等.但要对参漂或退化的器件进行分析时,由于这类失效的原因复杂,失效部位难寻,不像分析致命失效那样较直观,往往不易找到其失效原因。因此,如何准确确定这类失效器件的失效原因,是半导体器件生产厂家和用户长期以来乃至今依然十分关注的问题.本文通过两种型号晶体管的失效分析实例,介绍了对半导体器件参数退化失效原因的诊断分析方法。     

基于加速退化晶体管贮存寿命的评估

为探求快速评价国产晶体管长期贮存寿命的方法,对国产3DK105B型晶体管开展了加速退化试验的分析和研究。通过三组不同温、湿度恒定应力的加速退化试验,确定了晶体管的失效敏感参数,利用其性能退化数据外推出样品的寿命;给出了常见的三种分布下的平均寿命,并结合Peck温湿度模型外推出自然贮存条件下本批晶体管的贮存寿命。最后分析了试验样品性能参数退化的原因。试验结果可以为评估国产晶体管的贮存可靠性水平提供一定的参考。     

微测辐射热计的红外热响应模拟

利用有限元法对微桥结构的测辐射热计进行了二维热模拟.定量地分析了探测单元的大小尺寸、支撑层的厚度,支撑臂的长度和宽度、引线材料的选取等对微测辐射热计探测单元在红外辐射下温度的变化和热响应的快慢情况.评估了真空封装对微测辐射热计红外响应的影响.同时作为比较对平板空腔结构的红外探测器也进行了分析.     

全自动自复保险组焊机的研制

全自动自复保险组焊机是自复保险丝生产工艺线上的关键设备 ,它主要完成引线成形并粘编、芯片组装、热风焊接、引线切开、纸带定长切断等功能。     

Au丝键合改为Cu丝键合技术

现阶段Au丝作为内引线一直占着键合的主导地位,由于Cu丝具有优良的电性能和价格优势,随着键合技术的发展,以Cu丝代替Au丝作为键合用内引线已经成为必然,封装行业许多厂家正热衷于将原有的Au丝键合设备进行改造,但还存在这样那样的问题。以Au丝键合改为Cu丝键合的技术研究为出发点,首先介绍了键合技术的发展,然后通过工艺调整和设备改造,使得Cu丝作为内引线能够代替Au丝在该设备上使用,同时达到了节约生产成本,节约资金的目的。对改造过程中的气体流量、压力、功率、焊接时间等参数问题进行了详细地阐述,同时对芯片、键合劈刀等也做了相应调整,使得改造后的检测结果完全满足产品要求。大力推进以Cu丝替代Au丝键合技术,可节约生产成本,提高键合强度,增强导电率、导热率等,具有重要的经济技术效益,必将迎来封装业的又一次大变革。     

半导体器件及集成电路抗辐射研究进展

本文主要介绍半导体器件及集成电路在各种辐射环境下的损伤失效模式,分析其失效物理机理,提出相应对策,以提高器件及电路的抗辐射能力。     

梳齿式MEMS加速度计在冲击下的失效分析

对Si基梳齿式MEMS加速度计在冲击下进行了失效分析,验证了其主要失效模式,分析了其失效机理。通过机械冲击实验并采用扫描电镜(SEM)、X射线透视系统、扫描声学显微镜(SAM)观察及电性能测试等分析技术,研究了梳齿式MEMS加速度计在冲击载荷下的结构与封装失效,运用材料力学理论加以分析论证,发现悬臂梁断裂是较为主要的失效模式,且此类器件的封装失效主要表现为气密性失效和装配工艺失效,为MEMS器件的可靠性设计提供了重要依据。     

化学腐蚀对声表面波器件性能影响分析

Al膜的化学腐蚀直接影响声表面波器件的可靠性,造成器件功能性失效。该文对SAW器件Al膜的化学腐蚀的机理、过程、产生的条件、对器件性能及可靠性的影响进行了分析,并对其进行了试验验证和检测,以及在生产过程中如何加以预防和控制进行了阐述。     

A Quantitative Analysis of Semiconductor Device Failure Rates as Graphically Indicated in Military Handbook 217

A graphical presentation of semiconductor device failure rates is made in Figs. 13B and 14B of Mil-Hdbk-217 (see Figs. 1 and 2). From this presentation, Equations may be derived which indicate interesting properties, to failure physicists, device engineers, and equipment designers. On the basis of the equations it may be concluded that: (1) extrapolating room temperature failure rates from failure rates of devices stored at elevated temperatures is not likely to be meaningful; (2) there is a definite relationship between storage failure rate and failure rate in actual use (in the temperature range of interest); (3) the storage failure rate is large enough at normal storage temperatures so that, if semiconductor device failure rates influence the reliability of equipment in which they are used, they will contribute significantly to the finite storage life of the equipment (another way of expressing the last statement is that a manufacturer with a large storage inventory of semiconductors will find a significant decrease in the percentage of usable devices with time);(4) there are some instances (as delineated earlier by equations), when increasing the number of semiconductor devices and dividing the load proportionately improves reliability, and there are other cases when it does not. While the analysis makes no claim as to the validity or accuracy of Figs. 1 and 2, the mathematics permits statements about conditions necessary to confirm the data.     

微波半导体器件失效物理述评

本文主要论述用于通信、雷达等电子系统中微波半导体器件的常见失效模式,并分析其主要失效机理。为使器件达到高可靠水平,提出可靠性设计的相应对策。     

1.2 kV碳化硅MOSFET瞬态可靠性研究

随着碳化硅MOSFET器件在功率变换领域的广泛应用,碳化硅MOSFET器件的瞬态可靠性问题成为研究热点。文章主要研究了1 200 V SiC MOSFET瞬态可靠性的测试与表征。通过搭建短路和UIS测试通用的测试平台进行实验,对短路和UIS失效机理进行分析。通过对商用器件进行重复性测试,研究器件在两种瞬态可靠性测试下性能退化情况,对器件内部退化机理进行合理的分析。     

利用空闲空间抗两个磁盘失效的RAID5阵列算法

传统的RAID5阵列存储算法只能保证一个磁盘失效的时候重建数据,本文设计了一种新的RAID5阵列算法,包括储存算法和重建算法,使得在磁盘在使用少于一半空间的情况下,即使有两块磁盘失效,也可以重建数据,即抗2个磁盘失效失效,而当使用大于一半空间的时候,恢复使用传统算法进行存储重建。比较于传统算法,新的算法使RAID5阵列的可容忍磁盘失效数量提高50％,可容忍失效的己存储数据块量提高25％,磁盘空间利用率提高25％。