ESD与EMP对微波晶体管损伤机理研究

主要论述了电子装备中易受静电放电(ESD)和电磁脉冲(EMP)损伤的微波半导体器件的失效模式和失效机理.实验与理论分析结果表明,电流放大系数hFE是ESD、EMP损伤的敏感参数;在ESD、EMP的作用下,器件进入雪崩击穿状态(反偏注入),从而诱发热电子注入效应,使hFE逐渐退化;BC结反偏时的失效能量低于EB结反偏时的失效能量,BC结是EMP损伤的较易损端口;改进器件的结构设计、提高器件抗ESD、EMP能量,可有效提高电子装备抗电磁脉冲的可靠性水平.     

国产半导体器件长期贮存试验研究

分析了在北方实验室条件下,贮存25年的国产商用高频小功率晶体管的特性与可靠性,通过对10批共1460只器件的试验、检测,并与25年前的原始数据进行对比分析,发现了贮存器件存在直流放大倍数(HFE)退化、内引线开路、外引线可焊性失效三种失效模式,并对其失效原因、失效机理进行了分析.在考虑到现代技术可以消除的因素(用充干N2封装或已焊接使用),预计80年代的国产商用高频小功率晶体管贮存失效率水平小于10-7.用贮存25年的实物揭示了国产半导体器件贮存存在的主要失效模式,为国产半导体器件提高贮存可靠性提供了真实可靠的依据.     

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.     

快速评价半导体器件失效激活能的方法

通过对序进应力加速寿命试验的研究,提出了一种快速评价半导体器件失效激活能的方法,建立了计算失效激活能的理论模型.并对硅pnp三极管3CG120进行额定功率下,170～345℃范围内的序进应力加速寿命试验,快速提取器件失效敏感参数hFE与所施加应力的关系,根据模型对器件退化过程中的失效机理进行研究、计算,从而确定其对应的失效激活能.     

一些国产半导体器件失效原因初探

本文就我所在使用现场中失效的一些国产半导体器件的分析.给出了器件的主要失效摸式,并对失效原因作了初步探索,提出了改进意见.     

超低噪声场效应晶体管参数退化失效分析

某型号超低噪声场效应管使用3～5年后,在气候潮热区域和时期会集中出现饱和漏电流、跨导减小的参数退化现象.首先对失效器件进行了电特性测试、热成像分析、聚焦离子束(FIB)分析、能谱分析,通过故障树法排除了过电应力、结温过高、芯片自身缺陷等可能失效原因;其次结合失效场效应管钝化层薄、环氧胶封等工艺特点以及特殊的失效环境,通过推理假设,最终试验验证得出:低噪声场效应管在长时间高温高湿的环境下,水汽穿透场效应管的环氧胶粘合线进入管壳内部,在电场集中的漏极区域水汽发生电化学反应对芯片造成腐蚀,最终引起参数退化.     

失效器件分析

As重掺杂Si片的电阻率可低到10-3 Ω·cm,可用作外延片的衬底材料,对于正向压降低的半导体器件来说,用这类外延片制作器件是最恰当的选择.As重掺杂Sj片在外延时容易产生气相自掺杂,尤其是同型外延时还存在固态外扩散现象,在整个制作器件过程中易产生工艺参数偏差,导致器件性能下降,严重时器件失效,当然衬底材料也可以选用价格较高的背处理工艺Si片,能有效地抑制由于后续加工工艺产生的许多缺陷.对某生产厂生产的一批器件电参数性能下降的原因进行了剖析,分析阐明了以As重掺杂Si片为衬底的外延片中衬底杂质对器件质量的影响.     

GaAs MESFET可靠性及快速评价新方法的研究

提出了一种快速评价GaAsFET可靠性寿命的新方法.利用GaAsFET失效敏感参数的温度特性和在一定电应力下的退化特性,及温度斜坡法在线快速提取器件失效敏感参数的退化量与温度的关系,从而进一步求出器件的失效激活能等相关的可靠性物理参数.     

低温半导体器件模拟中若干问题与对策

低温半导体器件以其优异的性能,可以满足军用和民用等领域中常规器件无法满足的特殊要求.低温微电子学日益成为微电子技术的重要的发展方向,而低温器件计算机模拟则是低温器件分析与设计的重要手段.本文着重讨论了常温下半导体器件的计算机模拟方法在低温下的蜕变及相应的对策,分析了导致常温下方法失效的主要物理参数的低温模型,并提出了低温器件模拟加速收敛的几种数值技术.     

GaAs MESFET可靠性及快速评价新方法的研究

提出了一种快速评价GaAs FET可靠性寿命的新方法.利用GaAs FET失效敏感参数的温度特性和在一定电应力下的退化特性,及温度斜坡法在线快速提取器件失效敏感参数的退化量与温度的关系,从而进一步求出器件的失效激活能等相关的可靠性物理参数.     

深能级瞬态谱（DLTS）技术应用于半导体器件的失效分析

开展半导体器件管芯特性异常的失效分析,需要从原子分子的观点来解释器件电特性异常的原因,笔者把深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）技术应用于半导体器件的失效分析,测定了不同半导体器件的ＰＮ结构和肖特基势垒结耗尽层的微量重金属杂质和缺陷引起的深能级中心浓度,能级位置。用失效样品和正常样品的以上微观物理量的差异来解释半导体器件电特性异常的原因,得到了满意的结果。笔者用ＤＬＴＳ技术解决的失效分析问题包括：１．随频率的     

Burn—in对CMOS器件电离辐射效应的影响

MOS管或IC在辐照以前,使其在较长时间内（约200h）处于一定的高温（120℃）下并加偏压。这一作用会改变器件对电离辐射的响应。器件会产生更大的N管阈值电压漂移,IC会产生更大的漏电流（一个量级以上）,减小器件的时间参数退化。Burn-in效应具有很重要的辐射加固方面的意义：1）不考虑这个因素会过高估计器件的时间参数的衰退,从而淘汰掉一些可用的器件;2）对IC的静态漏电流估计不足可导致器伯提前失效。     

PEM用于半导体器件失效缺陷检测和分析

光发射显微镜(PEM)是90年代发展起来的一种高灵敏度、高分辨率的新型缺陷定位分析技术.随着半导体器件线宽的不断下降,光发射显微镜已广泛使用于IC和分立器件中漏电、击穿、热载流子等失效点的定位和失效机理的分析.本文介绍了光发射显微镜及在半导体器件进行失效分析的机理和实际应用.     

化学机械抛光对铜互连器件的影响及失效分析

探讨了Cu化学机械抛光(CMP)工艺引起Cu互连器件失效的原因以及对可靠性的影响,对Cu CMP工艺缺陷导致器件失效的案例进行分析.由于CMP的技术特点,不可避免地会产生一些工艺缺陷和工艺误差,从而引起器件失效.必须根据标准要求,出厂或封装前对圆片进行芯片功能参数测试和严格的镜检,以便在封装前剔除存在潜在工艺缺陷的芯片,达到既定可靠性要求.     

塑料封装对半导体器件质量的影响

本文论述了半导体器件失效的原因,并就如何提高器件的质量,尤其是可靠性的提高,从工艺角度和材料要求方面作了分析和探讨。     

芯片键合系统的失效案例研究与分析

键合工艺技术是半导体封装环节中的重要技术方法,而键合系统相关的失效也直接影响着电子元器件的互连可靠性。虽然同为键合区域的失效,但失效机理却千差万别。针对性地讨论了Au-Al、 Cu-Al和Al-Al这3个键合系统中常见的基于材料特性和工艺过程的失效模式。结合相关实际案例,采用扫描电子显微镜（SEM）、 X射线能谱分析仪（EDX）、离子研磨（CP）等物理和化学分析手段,研究并分析了键合工艺开裂、双金属间键合退化、接触腐蚀和功率器件的键合丝退化等模式的失效机理,得到各种失效模式对应的失效原因为键合工艺参数不适配、金属间化合物（IMC）过度生长、原电池效应和金属层疲劳剪切力与形变等。通过列举的检测方法能准确识别器件的失效模式,并对症提出相应的改善策略,为提高键合系统的可靠性提供指导。同时,可以通过功率循环试验观测和识别功率器件的键合退化。     

TVS短路失效机理分析

常用电路保护器件的主要失效模式为短路,瞬变电压抑制器(TVS)亦不例外.TVS一旦发生短路失效,释放出的高能量常常会将保护的电子设备损坏,这是TVS生产厂家和使用方都想极力减少或避免的情况.通过对TVS筛选和使用短路失效样品进行解剖观察获得其失效部位的微观形貌特征.结合器件结构、材料、制造工艺、工作原理、筛选或使用时所受的应力等,采用理论分析和试验证明等方法分析导致TVS器件短路失效的原因.分析结果表明引发TVS短路失效的内在质量因素包括粘结界面空洞、台面缺陷、表面强耗尽层或强积累层、芯片裂纹和杂质扩散不均匀等,使用因素包括过电应力、高温和长时间使用耗损等.     

微电子器件多失效机理可靠性寿命外推模型

提出了一种新的微电子器件快速评价方法,具有快速、准确、成本低、能观察分析参数退化的全过程,能有效地分析器件的失效机理。它与常规方法不同,可对单样品求出不同失效阶段的失效激活能和寿命,根据其参数退化的温度范围可外推出单样品工作条件下的寿命。通过一定数量的对比试验,该方法与常规方法有可比性。     

GaAs PHEMT器件的失效模式及机理

归纳了GaAs PHEMT器件的几种常见失效模式,并从6个方面分析了PHEMT器件的失效机理:热电子应力退化、氢效应、2DEG结构退化、欧姆接触退化、肖特基接触退化和电迁移.     

碳化硅功率器件结温提取方法研究综述

碳化硅材料由于其独特优势受到了广泛的重视。适用于硅器件的一些传统结温提取方法,在碳化硅器件中应用将会失效。因此,需要找到适用于碳化硅器件的结温提取方法。本文介绍了碳化硅的材料特性及其在功率器件中的应用。对结温提取的传统方法和新兴方法进行了归纳总结和比较分析。总结了功率半导体器件常用的热敏参数,介绍了各参数在碳化硅中的应用现状。