半导体器件应用中的可靠性及其失效分析.pdfVIP

套一电子元t井盛用攮求研讨●论文善 半导体器件应用中的可靠性及失效分析 西安重电子技术研究所马 蕞(西安 710054) 擅墓本文境计分析了彳l起半导体器件失效时一些主要失效原因，阐明了失最分析在提 高年}体l件和电子产品质量与可毒蛙方面所发挥的重要作用。 善■一半平锋矗件失最分析 1 前言 半导体嚣件失效分析就是通过对失效器件进行各种澍试和物理、化学、金相试验．确定器件失 姓静形式(失败模式)，分析造成器件失效的物理和化学过程(失教机理)，寻找器件失效原因，铡订 埘正翱改进措施。加强半导体器件的失效分折，提高它的固有可靠性和使甩可靠性．是改进电子产 品质量量积极j羹根奉的办法，对提高整机可靠性有着十分重要的作用。 本文以航天皇公司半导体嚣件失敷分折中心近年来所完成的一部分失效分折案倒为基础，统 计分析了引起半导体嚣件失效柏一些主要失效原因，以一些具体分析案例说明了失散分析在提高 半导体曩件和电子声品质量与可靠性方面所发挥的重要作用。 2 引起半导体器件失效的一些主要原因 半导俸嚣件的主要失效原因可以分为弼大 裹1失效元■件失效曩霸统计 类，即使用同置引起的失效及器件固有缺骼引起 的失效，表l是失效分析中心1997年度和1998 1997年度 1995年度 产囊 曳照原因 失蝗敦■ 百分比 失艘赣量 百丹比 年度(1—9月份)对失效元器件按这两大粪失效 谁用问囊 l笛 胡．7％ ∞ 575％ 原因统计而得到的结果。由表1可见：(I)半导体日产 固青缺陷 卵 31．3* 5l 425强 器件与使用有关的失效十分突出，它占全部失效 使用阃焉 114 蛄％ 40 B3％ 遗口 嚣件的鲍太部分。．(2)进rl器件与国产器件相比， 固有赣■ 6 5啊 8 16．B％ 嚣件固有缺陷引起器件失效的比例明显较低，说 明进口器件工艺控料较好，同有可靠性水平较 高。 以下以分壕中心1997年度所完成柏失效分折报告为基础，将半导体器件的一些主要失散藤因 接使甩问惩和器件固有缺陷同题两大类分剐进行统计和分析如表2所示。并举胡说明。 2．1 与懊褥青关的失效 由表2可见，与使用有关的失效原因主要有：过电应力损伤、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 “l过电应力掼伤 奎■电争无囊讳▲角羹采■讨●岳蔓善 过电应力引起的烧毁失效占使用中失效器 衰2半导体■件失效晨田艟计 件的绝大部分，它发生在器件铡试、筛选、电装、 占盘部■ 占全部进 。、失■洋固 磷 翳甏 口失散嚣 调机、运行筹备十醵鼙，其具体厦曲垄种多弹，‘ 麓替 件比悄 常见的有多余钧引起的桥接短路，地线、电源系 过电应力撮伤 106 58．2％ 钔 67．5％ 。：●屯檀姑 ．‘g。 ”i编 I 5．B％ 统产生的电浪涌，烙铁头精电，仪器或测试台接 嚣件毒型不当 1 m5％ 11．7％ 地不当产生的感应电浪浦