寿命试验可靠性数据

一个器件可靠性的定义是:在设计规定条件下,在规定的时间内,完成其功能的概率。如今对集成电路的可靠性水平要求高,使得在使用应力条件下测定器件的可靠性,花费时间长且费用高,因而实际上难以实现。 能够解决这些矛盾关系的实用方法是采用加速寿命试验,也就是让器件所工作的应力水平,比它们在典型应用中正常经历到的高。 寿命试验一般是在提高温度和最大推荐的工作电压下进行的,目的是加速那些涉及到温度和电应力条件的,与时间有关的失效机理,寿命试验是预测器实际现场应用失效率的主要方法。     

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.     

热电应力加速寿命试验数据分析与可靠性估计

一、前言 1.试验考虑的出发点 过去惯用的加速寿命试验或者是在室温下加重电功率或者是在不加电情况下加高贮存温度,即属于一元应力系统下,进行试验。我们知道,加速寿命试验的意义在于采用高应力级水平的条件下,使器件“加速”失效,从而在较短时间内取得必要的可靠性数据,在一元应力系统下应力级水平是有限的(不能为了“加速”而无限加大应力),为     

竞争失效产品加速寿命试验优化设计Monte-Carlo仿真

针对竞争失效产品加速寿命试验存在试验时间长、费用高、效率低的问题,提出了一种基于Monte-Carlo仿真的竞争失效产品加速寿命试验优化设计方法。采用Monte-Carlo对竞争失效产品的加速寿命试验进行仿真模拟,以正常使用应力下的p阶分位寿命渐近方差估计最小为目标,以各试验应力水平及对应应力下的试验截尾数作为设计变量,采用MLE理论进行统计分析,建立了基于仿真的竞争失效产品加速寿命试验优化设计模型。最后通过GA-BP神经网络对目标函数进行拟合,降低了仿真规模,提高了试验效率,为电子装备寿命预测的加速试验方案优化设计提供技术支撑。     

DC/DC模块中功率器件的寿命预计方法

模拟开关电源DC/DC模块内部电路为开关电源中的功率器件—垂直导电双扩散MOS(VDMOS)和肖特基二极管(SBD)—提供恒定电应力,并对其施加温度应力进行加速寿命试验。采用恒定电应力温度斜坡法(CETRM),对开关电源中功率器件VDMOS和SBD的可靠性进行评价;对其失效机理一致性进行分析,计算其失效激活能;并在失效机理一致的范围内外推正常使用条件下的寿命,为开关电源整体可靠性评价提供依据。     

大功率半导体激光器步进加速老化研究

介绍了半导体激光器寿命测试的理论依据,给出了由电流应力决定的寿命测试的数学模型,据此对AlGaInAs/AlGaAs/GaAs 808nm大功率半导体激光器进行常温电流步进加速老化实验。由步进加速老化的理论依据及数学模型推算出了步进加速寿命实验时间折算公式,利用步进加速寿命实验时间折算公式推算出了器件在额定应力条件下工作的寿命结果;根据实验后器件的失效模式分析,与恒定应力加速老化方式下的实验结果相对比分析,确认该步进加速实验方法可以适用于半导体激光器的加速老化。     

单一失效机理引起的元器件贮存寿命评价方法研究

电子元器件长期贮存过程发生的失效是由多种失效机理共同作用的结果．以器件贮存寿命整体为基础的寿命评价难度很大。选择对器件贮存寿命影响最大的单一失效机理．以失效物理为基础．通过高加速应力试验进行寿命评价研究,获得的寿命可以较准确地反映器件真实的贮存寿命。单一失效机理贮存寿命的研究是元器件贮存可靠性工作的重要内容。     

CG36晶体管恒定应力加速寿命试验

本文总结了CG36晶体管加电功率的恒定应力加速寿命试验结果。阐述了开展加速寿命试验的必要性,半导体器件加速寿命试验的基本原理,本试验的目的和试验方案的考虑。通过试验证实了器件的寿命分布服从对数正态分布,外推了器件在使用状态下的寿命和失效率水平;提出了对于加电功率的加速试验不应简单地运用经典的阿列尼乌斯方程,对某些器件尤其是微波器件必须考虑电压和电流的因子对失效的影响,对加速方程进行必要的修正。本试验共投入了1000只样品,其结果可作为整机可靠性设计的依据。     

GaN HEMT器件寿命预测方法及理论研究

GaN HEMT器件以其优良的性能被广泛使用于各种领域的电子设备中。由于其经常被使用于高频、高温和高辐射的环境中,过高的环境应力会加速器件的损伤。当损伤达到一定程度时,就会引起器件失效,甚至导致整个系统失效。因此外加应力下GaN HEMT器件寿命成为了当前研究的热点。本文基于不同机构对GaN HEMT器件的三温度直流测试结果,运用多元线性回归法和图估计法对GaN HEMT器件在正常使用温度下的寿命进行预测。预测结果表明,GaN HEMT器件在正常使用时,器件沟道温度为150℃的情况下,中位寿命大于107小时;在累积失效概率达23%时,3.6mm栅宽器件与1.25mm栅宽器件的正常工作时间均为5.04×105小时,累积失效概率在23%以上时,1.25mm栅宽器件的寿命明显较3.6mm栅宽器件长。     

第三章 寿命试验及数据处理

§3.1 寿命试验方法和条件的考虑 1.寿命试验时间 试验时间是寿命试验中的一个特殊矛盾,应根据不同类型的产品,寿命长短,失效分布类型,失效率高低,设备条件和验样管数量等各方面的因素综考虑。所以一般可以分几种类型: a、完全寿命试验 就是对于寿命不太长的器件,可以试验到全部样管都失效为止。     

不同栅氧厚度NMOS管的热载流子效应

文章主要讨论在相同工艺条件下,针对不同栅氧厚度(例如:Tox分别为150A、200A、 250A)的NMOSFET进行加速应力试验,在试验中当某些参数的漂移量达到失效判据规定的值时(例如:阈值电压改变50mV),可以得到器件的应力寿命,由此估计该器件在正常工作条件下的寿命值, 并对该工艺的热载流子注入效应进行评价。     

晶体管的热稳定性及其失效机理研究

在晶体管可靠性研究中,一般采用各种应力等级的加速寿命试验预计其失效速率。同时,人们也很注重现场应用中器件的失效分析。本文主要是讨论晶体管的热稳定性及其与非热稳定性有关的失效机理,在这里不详细说明可靠性试验方法。     

基于三参数威布尔函数法的光电器件寿命快速评估模型及其应用

针对光电器件实现产业化面临的可靠性问题,将亮度作为性能退化指标,开展了多组恒定应力下的加速退化试验.基于测试器件的亮度衰减数据,采用三参数威布尔函数和右逼近法并结合寿命与应力之间的内在联系构建了一种加速性能退化的寿命快速评估模型.以电子显示器件VFD为试验对象,计算了正常应力水平下的平均寿命,实现了模型的应用及精度评价...     

关于寿命试验中器件失效时间判定的讨论

半导体器件寿命试验中,通常要记录试验条件(应力)、试验初始样品数、失效器件数和相应的器件失效时间,以及器件性能参数的变化等数据。但在估计器件失效规律和可靠寿命时关键的数据是器件的失效数和相应的失效时间。如果这些数据本身存在误差,将使试验结果产生误差,导致估计的错误。影响试验结果的因素很多,如:产品的离散情况、试验条件的控制精度、测试仪器的精度、器件失效时间判定的准确度、以及人的因素等原因。本文仅就器件失效时间判定问题产生的误差进行讨论,假设其余因素均不产生误差。器件的失效规律假设为通常的 Weibull 分布,可靠函数为:     

二极管的加速寿命试验

加速寿命试验是指采用加大应力的方法促使样品在短期内失效，以预测在正常工作条件或储存条件下的可靠性，但不改变受试样品的失效分布。     

NMOS管热载流子衰退效应评价模型及寿命预测方法研究

热载流子是器件可靠性研究的热点之一.特别对于亚微米器件,热载流子失效是器件失效的一个最主要方面.通过对这种失效机理及其失效模型的研究,为设计和工艺提供帮助,从而有效降低由热载流子引起的电路失效,提高电路可靠性.本文主要针对几种典型工艺的栅氧厚度(例如:Tox分别为150 (A)、200 (A)、250 (A))的NMOSFET进行加速应力实验,提取寿命模型的相关参数,估算这些器件在正常工作条件下的寿命值,对亚微米工艺器件寿命进行快速评价.     

半导体激光器空间辐射应力加速寿命实验模型

通过对半导体激光器在空间环境中辐射损伤机理的分析,得到了器件在辐射条件下的性能退化规律以及辐射过程中的退火规律。在此基础上,建立了辐射应力加速寿命实验模型,获得了故障时间、加速因子、故障概率分布函数、概率密度函数和平均故障前时间的表达式。模拟了三组应力分别为100、50和10Gy/s情况下器件的性能退化数据,进而对加速寿命实验模型的参数进行了估算,求得器件在0.03Gy/s的正常应力条件下的故障时间为43862h。基于威布尔故障分布,利用应力为50Gy/s的加速试验模拟数据,得到了器件的故障概率分布函数以及平均故障前时间,其平均故障前时间约为39755.8h。     

基于LSSVM的小子样元器件寿命预测

现代高可靠元器件在寿命试验时会出现失效数据很少的小子样情形,而传统的可靠性评估方法需要大量的失效数据,针对此情况,从工程实践的实际需求出发,提出了基于最小二乘支持向量机的小子样元器件寿命预测方法。该方法通过建立最小二乘支持向量机模型,从而可根据已知元器件的失效时间去直接预测同一批未失效元器件的失效时间。将该方法应用于热载流子效应引起MOS管退化失效的加速寿命试验中进行MOS管失效时间的预测,结果表明基于最小二乘支持向量机的寿命预测方法在进行小子样元器件的寿命预测时具有很高的精确度。     

大功率LED加速寿命试验及问题分析

采用国家标准(GB1772)规定的电子元器件加速寿命试验方法,选择了工作环境温度作为加速应力,设计了四个应力等级的大功率LED加速寿命试验方案并进行试验.试验结果为每个应力等级下的失效模式有2～3种,不同应力级别确定的激活能有一定的差异.通过对金丝引线球焊处开裂、金属化层失效等主要失效机理的产生原因以及温度、电流密度之间关系分析,认为基于Arrhenius模型进行大功率LED加速寿命试验存在不足和缺陷,不能准确地预测稳态温度下的LED寿命,应当对Arrhenius模型进行修正.     

步降加速寿命试验优化设计Monte-Carlo仿真

针对加速寿命试验存在试验时间长、费用高、效率低的问题,提出了一种基于Monte-Carlo仿真的步降加速寿命试验优化设计方法。采用Monte-Carlo对步降加速寿命试验进行仿真模拟,以正常使用应力下的p阶分位寿命渐近方差估计和各应力水平下的特征寿命之和最小为目标,以各试验应力水平及对应应力下的试验截尾数作为设计变量,采用MLE理论进行统计分析,建立了基于仿真的步降加速寿命试验优化设计模型。最后通过实例分析,表明该方法具有可行性、有效性,为电子装备寿命预测的加速试验方案优化设计提供技术支撑。