电子设备可靠性工程报告

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电子设备牢靠性工程报告

班级：05091101班

学号：05091010号

姓名：杨永旺

电子设备牢靠性工程

使“澳星”发射失败，造成了巨大的经济损失和政治影响。

〔2〕提高产品的牢靠性，能使产品总的费用降低。要提高产品的牢靠性，首先要增加费用，以选用较好的元部件，研制包括部分冗余功能部件的容错结构以及进行牢靠性设计、分析、试验，这些都需要经费。

〔3〕提高产品的牢靠性，可以减削停机时间，提高产品可用率，一台设备可以顶几台设备的工作效率。

〔4〕对于企业来讲，提高产品的牢靠性，可以改善企业信誉，加强竞争力，扩大产品销路，从而提高经济效益。

经过四十多年的发

靠性评估已经形成了完

系，整个体系包含制程

性和封装牢靠性。制程

非常设计的结构对集成

的退化机理(Wearout

测试评估。例如，我们

道(ScribeLine)上的上

测试，对器件的牢靠性进行评估。

产品牢靠性和封装牢靠性是利用真实产品或非常设计的具有产品功能的TQV(TechnologyQualificationVehicle)对产品设计、制程开发、生产、封装中的牢靠性进行评估。

牢靠性定义中“规定的时间”即常说的“寿命”。依据国际通用标准，常用电子产品的寿命需要大于10年。显着，我们不可能将一个产品放在正常条件下运集成电路牢靠性介绍行10年再来判断这个产品是否有牢靠性问题。牢靠性评估采纳“加速寿命测试”(AcceleratedLifeTest,ALT)。把样品放在高电压、大电流、高湿度、高温、较大气压等条件下进行测试，然后依据样品的失效机理和模型来推算产品在正常条件下的寿命。通常的测试时间在几秒到几百小时之内。所以精确评估集成产品的牢靠性，是牢靠性工一个最重要的任务。当测试结果说明某一产品不能满意设定的牢靠性目标，我们就要和产品设计、制程开发、产品生产部门一起来改善产品的牢靠性，这也是牢靠性工的另一重要职责。当产品生产中发生问题时，对产品的牢靠性风险评估是牢靠性工的第三个重要使命。为了达成这三项使命，我们需要完成以下6个详细工作：

1〕讨论理解产品失效机理和寿命推算模型；

2〕设计和优化测试结构；

展，集成电路的可整的、系统的体牢靠性、产品牢靠牢靠性评估采纳电路中制程相关Mechanism)进行运用在芯片切割的测试结构来进行HCI(HotCarrierInjection)和NBTI(NegativeBiasTemperatureInstability)

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3〕开发和选择合适的测试设备、测试方法和程序；

4〕掌控牢靠相关的统计知识，合理选择样品数量和数据分析方法；

5〕深入了解制程参数和牢靠性之间的关系；

6〕掌控失效分析的基本知识，有效利用各种失效分析工具。

这6个方面的工作相互影响依靠。对失效机理和生产制程的理解是最基本的，只有理解，才能设计出比较合适的测试结构，选择适当的测试与数据分析方法，并采纳合适的寿命推算模型，以做出精确的寿命评估。只有深入理解制程参数和失效机理之间的相互关系，才能有效地掌控方向、订下重点、安排资源，来改善产品的牢靠性。

集成电路牢靠性面临的挑战

九十时代以来，集成电路技术得到了快速进展，特征尺寸不断缩小，集成度和性能不断提高。为了减小成本，提高性能，集成电路技术中引入大量新材料、新工艺和新的器件结构。这些进展给集成电路牢靠性的保证和提高带来了巨大挑战。

1)随着特征尺寸的缩小，工艺中的一些关键材料已接近物理极限，其失效模型发生了转变，这对测试方法以及寿命评估都带来了严峻挑战。同时，一部分失效机理的牢靠性问题变得特别严峻。例如NBTI报道于1966年，对较大尺寸的半导体器件，其对性能影响并不大；然而随着器件尺寸的减小，加在栅极氧化层上的电场越来越高，工作温度也相应提高，器件对工作阀值电压越来越敏感，NBTI已成为影响集成电路牢靠性的关键问题。

2)新材料和新工艺的引入导致了新的牢靠性问题。例如为了减小金属互连对器件速度的延迟，低k和超低k介质被引入到金属互连制程中。由于其机械、电学和热学性能远远低于传统的二氧化硅材料，Vbd(BreakdownVoltage)和TDDB(TimeDependantDielectricBreakdown)寿命，以及由低k材料和高密度倒装芯片封装引起的新失效机理CPI(ChipPackageInteraction)已成集成电路牢靠性的制约因素。

3)尺寸的缩小和集成度的提高对牢靠性的测试带来了挑战。尺寸缩小导致对ESD〔ElectrostaticDischarge〕变得更加敏感。封装测试中的ESD问题会严峻影响牢靠性评估的胜利率和精确性。集成度的提高也使一些常规牢靠性评估因时间变长而显得特别困难。如4GFlash记忆体的传统100K耐久性测试会超过2千小时,严峻影响新制程牢靠性评估的实时完成。

结论：集成电路的快速进展，给牢靠性保证带来了巨大的挑战。集成电路工要进一步深入讨论牢靠性物理和失效机理，加强牢靠性工程相关工作；同时也要和产品设计、制程开发和生产部门紧密合作，以减削牢靠性对集成电路特征

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尺寸进一步缩小的制约，并保证产品保持足