【推荐】半导体器件可靠性与失效分析培训教材52
半导体器件失效分析与检测
半导体器件失效分析与检测摘要：本文对半导体器件的失效做了详尽分析，并介绍了几种常用的失效检测方法。
1 半导体器件失效剖析经过剖析可知形成半导体器件失效的要素有很多，我们主要从几个方面进论述。
1.1 金属化与器件失效环境应力对半导体器件或集成电路牢靠性的影响很大。
金属化及其键合处就是一个不容无视的失效源。
迄今，大多数半导体器件平面工艺都采用二氧化硅作为掩膜钝化层。
为在芯片上完成互连，常常在开窗口的二氧化硅层上淀积铝膜即金属化。
从物理、化学角度剖析，金属化失效机理大致包括膜层张力、内聚力、机械疲倦、退火效应、杂质效应及电迁移等。
1.2 晶体缺陷与器件失效晶体缺陷招致器件失效的机理非常复杂，有些问题至今尚不分明。
晶体缺陷分晶体资料固有缺陷(如微缺陷)和二次缺陷两类。
后者是在器件制造过程中，由于氧化、扩散等热处置后呈现或增殖的大量缺陷。
两种缺陷或者彼此互相作用，都将招致器件性能的退化。
二次击穿就是晶体缺陷招来的严重结果。
1.2.1 位错这种缺陷有的是在晶体生长过程中构成的(原生位错)，有的是在器件工艺中引入的(诱生位错)。
位错易沿位错线加速扩散和析出，间接地促成器件劣化。
事实证明，表面杂质原子(包括施主和受主)沿位错边缘的扩散比在圆满晶体内快很多，其结果常常使P-N结的结平面不平整以至穿通。
鉴于位错具有“吸除效应”，对点缺陷如杂质原子、点阵空位、间隙原子等起到内部吸收的作用，故适量的位错反而对器件消费有利。
1.2.2 沉淀物除位错形成不平均掺杂外，外界杂质沾污也会带来严重结果，特别是重金属沾污，在半导体工艺中是经常发作的。
假如这些金属杂质存在于固溶体内，其危害相对小一些;但是，一旦在P-N结处构成堆积物，则会产生严重失效，使反向漏电增大，以至到达毁坏的水平。
堆积需求成核中心，而位错恰恰提供了这种中心。
硅中的二次孪生晶界为堆积提供了有利的成核场所，所以具有这种晶界的二极管，其特性明显变软。
1.2.3 二次缺陷。
失效分析培训教材讲课
失效分析培训教材讲课
316不锈钢零件真空油冷固溶后碾压开裂案例(续)
1、据了解该批零件采用的是真空油淬炉进行固溶，装炉为 密集装炉方式，工艺为1040℃下油，从零件的金相组织和表面 硬度测试的情况看，不论是开裂零件还是未开裂零件表面均出 现了不同程度的渗碳现象，这种情况肯定会影响零件捻铆时表
案例8
案例9
2015/9/6
38CrMoAl齿轮传动轴断裂分析
2083模具试模开裂分析
24
6 热处理失效分析典型案例
什么是失效？
各类产品的零部件、电子元件等都具有一定的功能，承担各 种各样的工作任务，如承受载荷、传递能量、完成某种规定的 动作等。它们在规定的条件下和规定的时间内应具有完成规定 功能的能力。不能完成规定的功能就称为失效。
失效分析培训教材讲课
什么是失效分析？
零部件在服役中出现非正常失效是经常会遇到的事，失效分 析是指对失效产品为寻找失效原因和预防措施所进行的一切技 术活动。就是研究失效现象的特征和规律从而找出失效的模式 和原因。其任务是既要揭示产品功能失效的模式和原因，分析 失效的机理和规律，又要提出并实施纠正和预防失效的措施。
表层组织：表面可观察到异常 渗碳组织，厚度约20μ
2015/9/6
7
3.1 真空淬火技术
失效分析培训教材讲课
316不锈钢零件真空油冷固溶后碾压开裂案例(续）
捻铆开裂件
500×， FeCl3 盐酸水溶液腐蚀， 表层组织：表面可观察到异常 渗碳组织，厚度约56μ
2015/9/6
8
3.1 真空淬火技术
304冲压板件氮化尺寸严重超差案例
某304冲压板件按客户要求进行盐浴氮化，硬度符合要求，
IC失效分析培训教材(ppt53张)
可靠性
可靠性概念 指系统或设备在规定条 件下和规定时间内完成规定功能的能力。 有固有可靠性和使用可靠性之分，固有 可靠性指通过设计和制造形成的内在可 靠性，使用可靠性指在使用过程中发挥 出来的可靠性。它受环境条件，使用操 作，维修等因素的影响，使用可靠性总 小于固有可靠性。
可靠性试验（一）
温度循环TCT：判断产品在极高，极低温 度下抗变力及在极高，极低温度中交替 之效应。 热冲击TST：同上，但条件更严酷。 高压蒸煮PCT：利用严厉的压力，湿气和 温度加速水汽之渗透来评估非密闭性之 固态产品对水汽渗透之效应。 加速老化HAST：同上。
失效曲线
也称失效浴盆曲线，因形状象浴盆。 早期失效期：λ（ t ）大，随时间迅 速下降。通过改进设计，加强监控可 减少早期失效，通过筛选可减小（缩 短或去掉）早期失效期 . 工艺缺陷、 材料缺陷、筛选不充分引起。 偶然失效期：λ（t）小，为常数， 时间较长，失效带有偶然性，是使用 的良好时间。很多是静电损伤、过电 损伤引起。有突发性和明显性 耗损失效期：产品使用后期，λ（t） 迅速增加，因老化，磨损，疲劳等使 器件失效。元器件老化引起。有时间 性和隐蔽性
可靠性试验（二）
高温反偏HTRB：对产品施加一定的高温来加速产品电 性能的老化。 回流焊REFLOW：用于判断器件（SMD）在回流焊接过程 中所产生之热阻力及效应。 易焊性SOLDER：判断产品之可焊度。 耐焊接热：判断直插式产品在焊接过程中产生的热阻 力及效应。 引线弯曲：考核产品管脚抗机械应变力之能力。
失效信息收集
产品信息 ：生产日期 ，客户，封装形式，型 号，批号，良率情况，生产批还是试验批，失 效 Bin 值，焊丝规格，图形密集区典型线宽， 芯片厚度，导电胶，采用的料饼，印章内容， 是否测试过，测试机台状况等。 失效现象记录。失效日期，失效地点，数量， 失效环境，是否工作过（即是否焊在整机上使 用过），客户是否在使用前对产品测试过，工 作条件是否超过规格范围。
半导体器件可靠性与失效分析培训教材课件(PPT52页)
半导体器件可靠性与失效分析培训教 材(PPT5 2页)工 作培训 教材工 作汇报 课件管 理培训 课件安 全培训 讲义PP T服务 技术
▪器件：在工厂生产加工时改变了分子结构的 成品，本身能产生电子，对电压电流的控制、 变换(放大、开关、整流、检波、振荡和调制 等)，也称电子器件。
▪分类(来源： ▪2007年版的 ▪《军用电子 ▪元器件合格 ▪产品目录》)
半导体器件可靠性与失效分析培训教 材(PPT5 2页)工 作培训 教材工 作汇报 课件管 理培训 课件安 全培训 讲义PP T服务 技术
半导体器件可靠性与失效分析培训教 材(PPT5 2页)工 作培训 教材工 作汇报 课件管 理培训 课件安 全培训 讲义PP T服务 技术
半导体器件可靠性与失效分析培训教 材(PPT5 2页)工 作培训 教材工 作汇报 课件管 理培训 课件安 全培训 讲义PP T服务 技术
▪声表面波器件
半导体器件可靠性与失效分析培训教 材(PPT5 2页)工 作培训 教材工 作汇报 课件管 理培训 课件安 全培训 讲义PP T服务 技术
3. 孙青等,<电子元器件可靠性工程>,电子工 业出版社.
理论教学内容
1.元器件概述(1) 2.元器件制造工艺与缺陷(1) 3.微电子封装技术与失效(1) 4.可靠性试验与评价技术(3) 5.使用可靠性设计(2) 6.元器件的降额设计与热设计(4) 7.静电放电损伤及防护(2) 8.可靠性筛选(2) 9.破坏性物理分析与失效分析(6) 10.失效分析案例(4)
半导体器件失效分析_半导体器件芯片焊接技巧及控制
半导体器件失效分析_半导体器件芯片焊接技巧及控制随着技术的发展，芯片的焊接（粘贴）技巧也越来越多并不断完善。
半导体器件焊接（粘贴）失效主要与焊接面洁净度差、不平整、有氧化物、加热不当和基片镀层质量有关。
树脂粘贴法还受粘料的组成结构及其有关的物理力学性能的制约和影响。
要解决芯片微焊接不良问题，必须明白不同技巧的机理，逐一分析各种失效模式，及时发现影响焊接（粘贴）质量的不利因素，同时严格生产过程中的检验，加强工艺管理，才能有效地避免因芯片焊接不良对器件可靠性造成的潜在危害。
本文首先介绍了芯片焊接（粘贴）技巧及机理，其次介绍了失效模式分析，最后介绍了焊接质量的三种检验技巧以及焊接不良原因及对应措施，具体的跟随小编一起来了解一下。
芯片焊接（粘贴）技巧及机理芯片的焊接是指半导体芯片与载体（封装壳体或基片）形成牢固的、传导性或绝缘性连接的技巧。
焊接层除了为器件提供机械连接和电连接外，还须为器件提供良好的散热通道。
其技巧可分为树脂粘接法和金属合金焊接法。
树脂粘贴法是采用树脂粘合剂在芯片和封装体之间形成一层绝缘层或是在其中掺杂金属（如金或银）形成电和热的良导体。
粘合剂大多采用环氧树脂。
环氧树脂是稳定的线性聚合物，在加入固化剂后，环氧基打开形成羟基并交链，从而由线性聚合物交链成网状结构而固化成热固性塑料。
其过程由液体或粘稠液→凝胶化→固体。
固化的条件主要由固化剂种类的选择来决定。
而其中掺杂的金属含量决定了其导电、导热性能的好坏。
掺银环氧粘贴法是当前最流行的芯片粘贴技巧之一，它所需的固化温度低，这能够避免热应力，但有银迁移的缺点。
近年来应用于中小功率晶体管的金导电胶优于银导电胶。
非导电性填料包括氧化铝、氧化铍和氧化镁，能够用来改善热导率。
树脂粘贴法因其操作过程中载体不须加热，设备简单，易于实现工艺自动化操作且经济实惠而得到广泛应用，尤其在集成电路和小功率器件中应用更为广泛。
树脂粘贴的器件热阻和电阻都很高。
树脂在高温下简单分解，有可能发生填料的析出，在粘贴面上只留下一层树脂使该处电阻增大。
第九章元器件(半导体)的可靠性及选择课件
元器件的失效规律
稳定工作期（正常寿命期、正常使用期）
特征——元器件突然性失效较少，而暂时性 故障较多。故障率可降低到一个较低的水平， 且基本处于稳定状态，可以近似故障率为常 数。持续时间较长。 失效原因：应力引起
可靠性设计
元器件的失效规律
衰老期（耗损期）
特征——失效率大大增加，可靠性急剧下降， 接近报废。 失效原因：元器件的物理变化、老化和机械 磨损、疲劳磨损等。 克服办法：应用系统到了这个时期，应大修， 更换一批失效的元器件。常采用定期维修、 更换等手段进行预防降低系统故障率。
可靠性设计
元器件的失效形式
全局失效
一个突然失效会使整个系统失效，这种失效 称为全局失效。 如时序控制电路的晶体振荡器两端的电容突 然短路，使该晶振损坏，造成整个微机无法 工作，即整体失效。
可靠性设计
2 . 元器件的失效机理
元器件的失效直接受温度、湿度、电压、机械、电磁 场等因素的影响。
环境因素对元器件可靠性的影响
可靠性设计——
V.电子元器件的可靠性
本章内容
1. 元器件的失效特征 2. 元器件的失效机理 3. 元器件的失效分析技术 4. 元器件的选择和应用
可靠性设计
1 . 元器件的失效特征
概念
元器件包括半导体分立元器件、集成电 路元器件、电阻器、电容器、石英晶体 振荡器、连接器、开关、电缆、光导纤 维和继电器等。 失效特征，主要指元器件的失效规律， 失效形式等。
可靠性设计
元器件的失效形式
分类：
突然失效 退化失效 局部失效 全局失效
可靠性设计
元器件的失效形式
突然失效
也称为“灾难性失效”。这是元器件参数急 剧变化或因元器件制造工艺不良，环境条件 变化而导致短路或开路所造成的。 如器件因焊接不牢造成开路，或因灰尘微粒 使器件管脚短路，电容器因电解质击穿造成 短路等。
半导体器件可靠性与失效全面分析
半导体器件失效分析的研究
半导体器件失效分析的研究失效原因分析是指通过测试和观察，找出失效器件的具体原因。
失效原因分析涉及到多个方面，包括电学性能测试、材料分析、物理形貌观察等。
在电学性能测试中，可以通过测试电流电压曲线、功率消耗分布和电子迁移速率等参数，判断失效原因是电路的过载、过电压或者热失效等。
材料分析则通过使用光学显微镜、扫描电子显微镜以及X射线衍射等手段，研究失效器件中材料的成分、结构和性能，进而推测失效原因。
物理形貌观察则通过观察失效器件的外部形貌和内部结构，找出可能的失效故障。
失效机理研究是指通过实验和理论推导，研究失效器件的具体机理。
失效机理研究主要是从物理和化学两个层面进行的。
在物理层面，主要研究器件内部的电子运动和能带结构等。
例如，在高电压条件下，电子和空穴的迁移速率会增加，进而导致器件的击穿失效。
在化学层面，主要研究材料的化学反应和氧化等。
例如，氧化会导致材料的导电性降低，进而引发器件的失效。
失效分析的研究对于提高半导体器件的可靠性和稳定性非常重要。
首先，通过失效分析，可以找到并解决问题，提高器件的性能。
其次，在失效分析的基础上，可以优化器件的设计和制造工艺，提高器件的可靠性。
最后，失效分析还可以为半导体器件的故障预测和预防提供依据，降低后期维护和更换的成本。
总之，半导体器件失效分析的研究对于提高器件的性能和可靠性至关重要。
通过失效原因分析和失效机理研究，可以找出器件的失效原因，并采取相应的改进措施。
通过失效分析的研究，可以为半导体器件的设计和制造提供参考和依据，提高器件的可靠性和稳定性。
同时，失效分析还可以为器件的故障预防和预测提供依据，降低后期维护和更换的成本。
半导体器件失效分析
半导体器件失效分析半导体器件失效分析就是通过对失效器件进行各种测试和物理、化学、金相试验，确定器件失效的形式(失效模式)，分析造成器件失效的物理和化学过程(失效机理)，寻找器件失效原因，制订纠正和改进措施。
加强半导体器件的失效分析，提高它的固有可靠性和使用可靠性，是改进电子产品质量最积极、最根本的办法，对提高整机可靠性有着十分重要的作用。
半导体器件与使用有关的失效十分突出，占全部失效器件的绝大部分。
进口器件与国产器件相比，器件固有缺陷引起器件失效的比例明显较低，说明进口器件工艺控制得较好，固有可靠性水平较高。
1. 与使用有关的失效与使用有关的失效原因主要有：过电应力损伤、静电损伤、器件选型不当、使用线路设计不当、机械过应力、操作失误等。
①过电应力损伤。
过电应力引起的烧毁失效占使用中失效器件的绝大部分，它发生在器件测试、筛选、安装、调试、运行等各个阶段，其具体原因多种多样，常见的有多余物引起的桥接短路、地线及电源系统产生的电浪涌、烙铁漏电、仪器或测试台接地不当产生的感应电浪涌等。
按电应力的类型区分，有金属桥接短路后形成的持续大电流型电应力，还有线圈反冲电动势产生的瞬间大电流型电应力以及漏电、感应等引起的高压小电流电应力；按器件的损伤机理区分，有外来过电应力直接造成的PN结、金属化烧毁失效，还有外来过电应力损伤PN结触发CMOS电路闩锁后引起电源电流增大而造成的烧毁失效。
②静电损伤。
严格来说，器件静电损伤也属于过电应力损伤，但是由于静电型过电应力的特殊性以及静电敏感器件的广泛使用，该问题日渐突出。
静电型过电应力的特点是：电压较高(几百伏至几万伏)，能量较小，瞬间电流较大，但持续时间极短。
与一般的过电应力相比，静电型损伤经常发生在器件运输、传送、安装等非加电过程中，它对器件的损伤过程是不知不觉的，危害性很大。
从静电对器件损伤后的失效模式来看，不仅有PN结劣化击穿、表面击穿等高压小电流型的失效模式，也有金属化、多晶硅烧毁等大电流失效模式。
IC失效分析培训
IC失效分析培训教材IC工程部一般概念失效产品失去规定的功能。
失效分析为确定和分析失效器件的失效模式失效机理失效原因和失效性质而对产品所做的分析和检查。
失效模式失效的表现形式。
失效机理导致器件失效的物理化学变化过程。
失效原因导致发生失效的直接原因它包括设计制造使用和管理等方面的问题。
失效分析的目的失效分析是对失效器件的事后检查通过失效分析可以验证器件是否失效识别失效模式确定失效机理和失效原因根据失效分析结论提出相应对策它包括器件生产工艺设计材料使用和管理等方面的有关改进以便消除失效分析报告中所涉及到的失效模式或机理防止类似失效的再次发生。
失效分析的设备和相应的用途电特性测试设备包括开短路测试设备CD318AS9100万用表和各种测试分厂的测试机。
观察测量设备X射线透视机金相显微镜放大倍数50---1000测量显微镜带摄像头并与显示器和终端处理电脑相连放大位数50---500立体显微镜扫描电子显微镜SEM。
试验设备烘箱回流焊机可焊性测试仪成份分析仪。
解剖设备和辅助设备开帽机密封电炉超声清洗机镊子研磨切割机玻璃仪器试管烧杯玻璃漏斗滴管等。
工作间设施应配有通风柜清洗池水源相关化剂盐酸硝酸硫酸和无水乙醇丙酮氢氧化钠等。
分析报告失效分析报告应包括a失效器件的主要失效现场信息。
b失效器件的失效模式。
c失效分析程序和各阶段的初步的分析结果。
d失效分析结论。
e提出纠正建议措施。
报告中应附分析图片和测试数据以及相应说明。
分析人员应具有的素质具有半导体集成电路的专业基础知识熟悉集成电路原理设计制造测试使用线路可靠性试验可靠性标准可靠性物理和化学等方面的有关知识并有一定的实践经验必须受过专业培训。
可靠性可靠性概念指系统或设备在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
有固有可靠性和使用可靠性之分固有可靠性指通过设计和制造形成的内在可靠性使用可靠性指在使用过程中发挥出来的可靠性。
它受环境条件使用操作维修等因素的影响使用可靠性总小于固有可靠性。
半导体器件可靠性与测试和主要研究内容
失效分析和反馈纠正措施可以显著提高器件的成品率和可靠性，减 少系统试验和现场使用期间的失效器件。
系统试验和现场使用期间发生故障的经济损失很大，排除故障的维 修费用颇高，并且这种费用随着可靠性等级的提高而指数地上升。
绪论
半导体可靠性物理学
绪论
主要的失效机理
指器件失效的实质原因。即引起器件失效的物理或化学过程。
设计问题引 起的缺陷
体内退化 机理
氧化层 缺陷
金属化系 统退化
封装退化 机理
•版图 •工艺方案 •电路和结构
•二次击穿 •CMOS闩锁效应 •中子辐射损伤 •重金属沾污 •材料缺陷
•针孔 •厚度不均匀 •接触孔钻蚀 •介质击穿等
半导体器件可靠性与测试和主要 研究内容
课程目的
课程的目的
1. 了解半导体器件可靠性研究的发展过程 2. 熟悉引起半导体电路失效的主要模式 3. 熟悉引起器件退化的主要退化机制 4. 基本掌握器件退化的主要表征技术和检测方法
课程要求
课程的要求
1. 知道引起MOS电路失效的主要几种失效模式 主要的失效规律
设计问题引起的缺陷体内退化机理氧化层缺陷金属化系统退化封装退化机理?版图?工艺方案?电路和结构?二次击穿?cmos闩锁效应?中子辐射损伤?重金属沾污?材料缺陷?针孔?厚度不均匀?接触孔钻蚀?介质击穿等?金铝合金?电迁移?铝腐蚀?铝划伤?铝缺口?台阶断铝?过电应力烧毁?管腿腐蚀?管腿损伤?漏气?外来物引起漏短路?绝缘珠裂缝?标志不清工艺和设计的纠正措施工艺质量控制可靠性试验使用和设计的纠正措施原材料生产工序工艺筛选机器装调和运行工艺规范失效分析产品筛选绪论器件失效分析的作用半导体器件的可靠性两个概念绪论研究领域和任务不同之处
提高半导体可靠性的方法——失效分析
技术 综合在一起 ．它也可 以说 是一 门综 合性科学 。所以
效分析时要经常从器件设计 、制造技术 、器件物理 、器 设备设计 和制造 以及 可靠性 管理等方面进 行调查 和综 合 虑。 只有 这样才能 准确地找 出失效的真 正根源 ，有助 于 子系统的可靠性 。
以说 ，如果没有半 导体 ，我们将 失去信息化 和电气化 的绝 大多
ｒ１ｃ ｉｌ ｌ ｈ ｃ Ｔ ｅｎａ Ｃ
ｏ１ ｎ ｕｍ
技术 专栏
２０ ０ ９年 ４月 １ ５日，国务院发 布 了 《电子信息 产业 调整 和 振兴规划 》，我国电子信息 产业也随之 进入 了新一 轮的高速 发
逐渐转 向如何提 高可靠性方 而。而在此 基础上发展起
分析和 失效物理 的研 究 ，已不单 纯是学术 研究 ，更重 墨 了满 足可靠性工程迅 速发展 的需 求。失效 分析和失效 移 究 立足 于微观世界 ，它把半导体 器件不单 纯看成是具 确 能的 “ 黑匣 子” ，而是从物 理 、化学 的微观结 构对它趟
靠性研 究首先是从评 价可靠性 开始的 ，但在 目前 ，研究重 点已
４ ００ １月 ・ ３ ２１年 ０ 环境技术
导体做的。 它可 以在你心脏停跳 的时候触动心脏 ， 使其重新跳 动。 此外 ，我们用 的 电子血压计 、医院 用于检 查的 Ｃ 设 备 、核 磁 Ｔ
共振 设备等等都大量 用到半导体 ；在 日常生活 中 ，半导体更是 无处不在：电视机 、电冰箱 、音响 、收音机 ……我们戴 的手表 ． 现在很多也是半导体的芯片 。到 ２ ０ ０ ８年半导体市场 的产值 已经 超过 ３０ ０ ０亿 ，由它而拉动产值高达 ｌ 万亿以 上的 电子产 品。可
数 成就 。
Hale Waihona Puke 总之 ，只有掌握 大量准确 的信息资料 与数据 ，根据
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2011-2012-1
教材：
付桂翠,陈颖等,<电子元器件可靠性技术教程>
北京航空航天大学出版社,2010年7月第一版.
(普通高校“十一五”规划教材)
参考书:
1. 孔学东,恩云飞,<电子元器件失效分析与 典型案例>,国防工业出版社, 2006年9月 第一版.
2. 王蕴辉,于宗光等,<电子元器件可靠性设 计>,科学出版社.
局域缺陷：氧化物针孔等点缺陷，不可完全消除， 损失的成品率更高。
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
自20世纪60年代以后，很多真空电子器 件已逐步为固态电子器件所取代，但在高频 率、大功率领域，真空电子器件仍然具有相 当生命力，而电子束管和光电管仍将广泛应 用并有所发展。[1] 真空电子器件里面就包含 真空断路器，真空断路器具有很多优点，所 以在变电站上应用很多。真空断路器已被快 易优收录，由于采用了特殊的真空元件，随 着近年来制造水平的提高，灭弧室部分的故 障明显降低。真空灭弧室无需检修处理，当 其损坏时，只能采取更换。真空断路器运行 中发生的故障以操作机构部分所占比重较大， 其次为一次导电部分，触头导电杆等。
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
▪电位器
▪失效模式：接触不良、滑动噪声பைடு நூலகம்、开路等
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
▪二极管
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
个部分构成而且一般不能被分解或不会破坏的某个 装置。
GJB4027-2000《军用电子元器件破坏性物理分析 方法》中的定义：
在电子线路或电子设备中执行电气、电子、电磁、 机电或光电功能的基本单元，该基本单元可由一个 或多个零件组成，通常不破坏是不能将其分解的。
▪分类：两大类
▪元件：在工厂生产加工时不改变分子成分的 成品，本身不产生电子，对电压、电流无控 制和变换作用。
实验教学内容
名称：集成压电类器件的破坏性物理分析
学时：4学时 实验性质：综合性实验
元器件：选择包括有电阻电容等元件、集成电路等 器件及其连接的较复杂、综合性强的集成类压电器 件，例如(有源)压电蜂鸣器进行分析。
第一章 元器件概述
1.1 元器件的定义与分类 ▪定义：
欧洲空间局ESA标准中的定义： 完成某一电子、电气和机电功能，并由一个或几
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
▪集成电路
▪失效模式：漏电或短路，击穿特性劣变，正 向压降劣变，开路可高阻 ▪失效机理：电迁移，热载流子效应，与时间 相关的介质击穿(TDDB)，表面氧化层缺陷， 绝缘层缺陷，外延层缺陷
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
▪器件：在工厂生产加工时改变了分子结构的 成品，本身能产生电子，对电压电流的控制、 变换(放大、开关、整流、检波、振荡和调制 等)，也称电子器件。
▪分类(来源： ▪2007年版的 ▪《军用电子 ▪元器件合格 ▪产品目录》)
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
▪电阻
▪最可靠的元件之一 ▪失效模式：开路、机械损伤、接点损坏、短 路、绝缘击穿、焊接点老化造成的电阻值漂 移量超过容差
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
真空电子器件按其功能分为： 实现直流电能和电磁振荡能量之间转换的静电控制 电子管； 将直流能量转换成频率为300兆赫～3000吉赫电磁 振荡能量的微波电子管； 利用聚焦电子束实现光、电信号的记录、存储、转 换和显示的电子束管； 利用光电子发射现象实现光电转换的光电管； 产生X射线的X射线管； 管内充有气体并产生气体放电的充气管； 以真空和气体中粒子受激辐射为工作机理，将电磁 波加以放大的真空量子电子器件等。
▪声表面波器件
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
▪MEMS压力传感器
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
▪MEMS器件的主要失效机理 1.粘附----两个光滑表面相接触时，在力作用 下粘附在一起的现象； 2.蠕变----机械应力作用下原子缓慢运动的现 象；变形、空洞； 3.微粒污染----阻碍器件的机械运动； 4. 磨损----尺寸超差，碎片卡入； 5. 疲劳断裂----疲劳裂纹扩展失效。
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
第二章 元器件制造工艺与缺陷 2.1 芯片加工中的缺陷与成品率预测 芯片制造缺陷的分类：
全局缺陷：光刻对准误差、工艺参数随机起伏、 线宽变化等；在成熟、可控性良好的工艺线上，可 减少到极少，甚至几乎可以消除。
3. 孙青等,<电子元器件可靠性工程>,电子工 业出版社.
理论教学内容
1.元器件概述(1) 2.元器件制造工艺与缺陷(1) 3.微电子封装技术与失效(1) 4.可靠性试验与评价技术(3) 5.使用可靠性设计(2) 6.元器件的降额设计与热设计(4) 7.静电放电损伤及防护(2) 8.可靠性筛选(2) 9.破坏性物理分析与失效分析(6) 10.失效分析案例(4)
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
【推荐】半导体器件可靠性与失效分 析培训 教材52
真空电子器件(vacuum electronic device) 指借助电子在真空或者气体中与电磁场发生 相互作用，将一种形式电磁能量转换为另一 种形式电磁能量的器件。具有真空密封管壳 和若干电极，管内抽成真空，残余气体压力 为10-4～10-8帕。有些在抽出管内气体后，再 充入所需成分和压强的气体。广泛用于广播、 通信、电视、雷达、导航、自动控制、电子 对抗、计算机终端显示、医学诊断治疗等领 域。