溫度對微電子和系統(tǒng)可靠性的影響

內容概要

　　《溫度對微電子和系統(tǒng)可靠性的影響》是一部半導體器件可靠性物理專著，重點討論了微電子器件失效機理與溫度的關系、微電子封裝失效機理與溫度的關系、雙極型晶體管和MOS型場效應晶體管電參數(shù)與溫度的關系、集成電路老化失效物理，提出了微電子器件溫度冗余設計和應用準則、電子器件封裝的溫度冗余設計和使用指南，歸納總結了穩(wěn)態(tài)溫度、溫度循環(huán)、溫度梯度及時間相關的溫度變化對器件可靠性的影響。

書籍目錄

第1章 溫度——可靠性的影響因素1.1 背景1.2 基于激活能的模型1.3 可靠性預計方法1.4 從事設計、熱控制以及可靠性的工程師們應如何合作1.5 小結第2章 微電子器件失效機理與溫度的關系2.1 芯片金屬化層失效機理與溫度的關系2.1.1 金屬化層和鍵合點的腐蝕2.1.2 電遷移2.1.3 小丘的形成2.1.4 金屬化遷移2.1.5 引線孔穿刺2.1.6 導線金屬化層的約束空洞現(xiàn)象2.2 氫、氦氣氛環(huán)境對金屬化層與溫度關系的影響2.3 器件氧化層失效機理與溫度的關系2.3.1 慢俘獲（氧化層中的電荷俘獲和釋放）2.3.2 柵氧化層擊穿2.3.3 電過應力2.4 器件失效機理與溫度的關系2.4.1 離子玷污2.4.2 二次擊穿2.4.3 表面電荷擴展2.5 器件氧化層界面失效機理與溫度的關系2.5.1 熱電子2.5.2 幸運電子模型第3章 微電子封裝失效機理與溫度的關系3.1 芯片和芯片一基板粘接失效機理與溫度的關系3.1.1 芯片破裂3.1.2 芯片熱擊穿3.1.3 芯片和基板的粘接疲勞3.2 一級互連失效機理與溫度的關系3.2.1 引線鍵合互連3.2.2 栽帶自動焊3.2.3 倒裝焊芯片焊點3.3 封裝外殼失效機理與溫度的關系3.3.1 塑料封裝的裂縫3.3.2 聚合物的返原或解聚3.3.3 晶須和枝狀晶體生長3.3.4 標準尺寸外殼疲勞失效3.4 氣密封裝失效機理與溫度的關系3.5 封裝體引線和引腳密封失效機理與溫度的關系3.5.1 誤操作和缺陷引起的引腳密封失效3.5.2 再成型缺陷導致的引腳局部腐蝕3.5.3 引腳密封界面處引腳的應力腐蝕3.5.4 引腳焊點疲勞第4章 雙極型器件電參數(shù)與溫度的關系4.1 雙極型晶體管參數(shù)與溫度的關系4.1.1 本征載流子濃度4.1.2 熱電壓和遷移率4.2 電流增益4.3 雙極型晶體管反相器的電壓轉換特性4.4 集電極一發(fā)射極飽和壓降第5章 MOS場效應晶體管電參數(shù)與溫度的關系5.1 MOS場效應晶體管電參數(shù)與溫度的關系5.1.1 闕值電壓5.1.2 遷移率5.1.3 漏極電流5.1.4 延遲時間5.1.5 泄漏電流5.1.6 芯片的可用性5.1.7 直流轉換特性第6章 集成電路老化失效物理方法6.1 老化的基本原理6.2 現(xiàn)有老化方法存在的問題6.3 老化的失效物理方法6.3.1 對穩(wěn)態(tài)溫度影響的認識6.3.2 建立老化剖面第7章 微電子器件溫度冗余設計和應用準則7.1 現(xiàn)有器件降額方法存在的問題7.1.1 其它熱參數(shù)的影響7.1.2 熱應力和非熱應力的相互作用7.1.3 低溫器件降額7.1.4 器件類型的變化7.2 抗熱／耐熱設計的另一種方法7.3 芯片金屬化失效機理的應力限制7.3.1 芯片金屬化腐蝕7.3.2 電遷移7.3.3 小丘的形成7.3.4 金屬化遷移7.3.5 金屬化層的約束氣蝕7.4 器件氧化層失效機理的應力極限7.4.1 慢俘獲7.4.2 柵氧化層的擊穿7.5 芯片金屬化失效機理的應力極限7.5.1 離子玷污7.5.2 表面電荷擴展7.6 器件氧化層界面失效機理的應力極限第8章 電子器件封裝的溫度冗余設計和使用指南8.1 芯片和芯片／襯底粘接失效機理的應力極限8.1.1 芯片破裂8.1.2 芯片熱擊穿8.1.3 芯片與襯底的粘接疲勞8.2 一級互連層失效機理的應力極限8.2.1 引線鍵合互連層8.2.2 栽帶自動焊8.2.3 芯片倒裝焊8.3 封裝外殼失效機理的應力極限8.3.1 塑料封裝外殼破裂8.3.2 聚合物焊料的逆變化或解聚8.3.3 晶須和枝晶的生長8.3.4 模壓外殼的疲勞失效8.4 蓋式密封失效機理的應力極限第9章 結論9.1 穩(wěn)態(tài)溫度的影響9.2 溫度循環(huán)次數(shù)的影響9.3 溫度梯度的影響9.4 時間相關的溫度變化的影響附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章 溫度——可靠性的影響因素　　許多可靠性工程師和系統(tǒng)設計師認為溫度是影響電子設備可靠性的一個主要因素。因此經(jīng)常采用降低漫度的方法來提高可靠性，而對于采用降低溫度給制冷系統(tǒng)的可靠性、費用、質量和體積所帶來的影響，以及降溫對電子設備可靠性實際增長的作用程度，缺少綜合權衡。

編輯推薦

　　《溫度對微電子和系統(tǒng)可靠性的影響》內容對電子產(chǎn)品設計師、質量師和可靠性工作者具有啟發(fā)和指導作用，對半導體器件設計和制造工程師、電子產(chǎn)品設計師和器件失效分析工作者從中也將得到裨益，對提高國產(chǎn)半導體器件的質量和可靠性將產(chǎn)生積極作用?！稖囟葘ξ㈦娮雍拖到y(tǒng)可靠性的影響》也可以作為微電子器件和電子產(chǎn)品可靠性專業(yè)本科生和研究生的參考教材。

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