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微电子器件可靠性（第2版）



本书被列入集成电路新兴领域“十四五”高等教育教材。

全书共7章，以硅微电子器件为中心，在介绍可靠性基本概念、梳理可靠性基本理念的基础上，重点介绍微电路可靠性设计技术、可靠性的工艺保证要求和控制方法、微电路可靠性试验与评价，以及支撑这些技术的可靠性数学、可靠性物理和失效分析技术。

本书同时介绍了氮化镓器件的主要失效机理和可靠性设计对策。

本书提供了重要工艺技术视频，读者可扫码观看。

本书可作为集成电路和设计与集成系统、微电子科学与工程专业的本科生和研究生教材，也可作为从事芯片设计、集成电路制造、可靠性试验和失效分析等集成电路领域的工程技术人员的参考书。

作者：
贾新章、刘红侠、游海龙、恩云飞、郑雪峰
定价：
45.00元
出版时间：
2025-04-07
ISBN：
978-7-04-063764-9
物料号：
63764-00
读者对象：
高等教育
一级分类：
电气/电子信息/自动化类
二级分类：
电子信息/通信专业课
三级分类：
其他
重点项目：
暂无
版面字数：
450.00千字
开本：
16开
全书页数：
暂无
装帧形式：
平装
  • 前辅文
  • 第1章 可靠性概述
    • 1.1 可靠性定义和基本概念
      • 1.1.1 可靠性的定义及对其的解读
      • 1.1.2 与可靠性相关的名词术语
      • 1.1.3 浴盆曲线
    • 1.2 可靠性等级划分以及研制应用过程对可靠性的影响
      • 1.2.1 器件可靠性定量评价
      • 1.2.2 器件可靠性等级划分
      • 1.2.3 器件研制应用全过程对可靠性的影响
    • 1.3 基于可靠性基本理念的可靠性保证与评价技术
      • 1.3.1 保证/评价产品质量可靠性常规方法存在的问题
      • 1.3.2 关于质量可靠性的基本理念
      • 1.3.3 保证和评价产品可靠性的技术途径
    • 1.4 本书内容安排
    • 思考题与习题
  • 第2章 可靠性数学
    • 2.1 可靠性的数量特征
      • 2.1.1 失效概率密度f（t）与F（t）以及R（t）的关系
      • 2.1.2 失效率λ（t）与可靠度R（t）的关系
      • 2.1.3 寿命与可靠度R（t）的关系
      • 2.1.4 总结：可靠性各主要特征量之间的关系
    • 2.2 微电子器件常见的失效分布
      • 2.2.1 正态分布
      • 2.2.2 对数正态分布
      • 2.2.3 威布尔分布
      • 2.2.4 指数分布
      • 2.2.5 描述计点值数据的泊松分布
      • 2.2.6 描述计件值数据的二项分布
    • 2.3 试验数据的描述与分布参数提取
      • 2.3.1 直方图
      • 2.3.2 概率纸与经验累积分布函数
      • 2.3.3 基于试验数据的分布参数点估计
      • 2.3.4 分布拟合与参数提取
    • 2.4 可靠性模型
      • 2.4.1 可靠性框图与可靠性模型
      • 2.4.2 串联系统模型
      • 2.4.3 并联系统模型
      • 2.4.4 混联系统
    • 思考题与习题
  • 第3章 可靠性物理
    • 3.1 栅氧化层的经时击穿（TDDB）
      • 3.1.1 氧化层电荷
      • 3.1.2 隧穿电流与TDDB
      • 3.1.3 TDDB模型
      • 3.1.4 TDDB试验评价
    • 3.2 热载流子注入（HCI）
      • 3.2.1 HCI对器件性能的影响
      • 3.2.2 HCI模型
      • 3.2.3 应对HCI的LDD结构
    • 3.3 负偏压温度不稳定性
      • 3.3.1 NBTI机理和特点
      • 3.3.2 NBTI模型
      • 3.3.3 针对NBTI的改进措施
    • 3.4 电迁移（EM）
      • 3.4.1 EM物理过程分析
      • 3.4.2 EM模型
      • 3.4.3 抗电迁移的措施
    • 3.5 CMOS电路的闩锁效应
      • 3.5.1 闩锁效应物理过程
      • 3.5.2 闩锁效应检测
      • 3.5.3 抑制闩锁效应的途径
    • 3.6 静电放电损伤
      • 3.6.1 ESD与ESD损伤相关概念
      • 3.6.2 ESDS分级与ESD试验
      • 3.6.3 ESD防护措施
    • 3.7 氮化镓器件电应力退化机理
      • 3.7.1 关态应力下的退化
      • 3.7.2 开态应力下的退化
      • 3.7.3 电流崩塌效应
      • 3.7.4 高温反偏（HTRB）效应
      • 3.7.5 射频应力下的退化
    • 3.8 辐射效应
      • 3.8.1 辐射环境
      • 3.8.2 辐射效应
      • 3.8.3 氮化镓器件的总剂量效应
      • 3.8.4 氮化镓器件的位移损伤效应
      • 3.8.5 氮化镓器件的单粒子效应
    • 3.9 软错误
      • 3.9.1 软错误产生机理
      • 3.9.2 软错误的影响因素
      • 3.9.3 如何应对软错误
    • 3.10 水汽的危害
      • 3.10.1 水汽的来源与作用
      • 3.10.2 铝布线的腐蚀
      • 3.10.3 外引线的腐蚀
      • 3.10.4 电特性退化
      • 3.10.5 改进措施
    • 思考题与习题
  • 第4章 失效分析
    • 4.1 失效分析的意义和作用
      • 4.1.1 失效的基本类型
      • 4.1.2 失效分析的目的和意义
      • 4.1.3 失效分析技术
      • 4.1.4 失效分析技术面临的挑战
    • 4.2 微电子器件主要失效模式及失效机理
      • 4.2.1 失效模式与失效机理
      • 4.2.2 主要失效机理的影响
    • 4.3 失效分析的一般程序
      • 4.3.1 失效分析的基本内容
      • 4.3.2 失效分析的一般流程
    • 4.4 微分析技术
      • 4.4.1 X射线透视
      • 4.4.2 扫描声学显微镜分析
      • 4.4.3 聚焦离子束系统
      • 4.4.4 扫描电子显微镜及X射线能谱仪分析
      • 4.4.5 俄歇电子能谱仪
      • 4.4.6 二次离子质谱
      • 4.4.7 透射电子显微镜分析
      • 4.4.8 显微红外热像仪
      • 4.4.9 光发射显微镜分析
      • 4.4.10 内部气氛分析
    • 4.5 微电子器件典型失效分析案例
      • 4.5.1 塑封料与芯片界面分层导致焊点拉脱失效
      • 4.5.2 静电和过电（ESD/EOS）损伤导致击穿失效
      • 4.5.3 热设计不当导致芯片焊接脱落
      • 4.5.4 内引线键合点腐蚀失效
      • 4.5.5 管壳烧结空洞导致热烧毁失效
    • 思考题与习题
  • 第5章 可靠性设计
    • 5.1 可靠性设计基本概念
      • 5.1.1 微电路可靠性设计技术
      • 5.1.2 微电路可靠性设计的特点
    • 5.2 电路级可靠性设计技术
      • 5.2.1 降额设计
      • 5.2.2 简化设计
      • 5.2.3 冗余设计
      • 5.2.4 灵敏度分析
      • 5.2.5 最坏情况分析与鲁棒性设计
      • 5.2.6 动态设计
      • 5.2.7 蒙特卡洛分析与成品率分析
    • 5.3 可靠性模拟
      • 5.3.1 可靠性模拟的作用
      • 5.3.2 基于可靠性模拟的电路寿命预计
      • 5.3.3 电路特性退化的可靠性模拟
    • 思考题与习题
  • 第6章 可靠性的工艺保证
    • 6.1 可靠性工艺保证的含义与关键技术
      • 6.1.1 “可靠性工艺保证”的基本概念
      • 6.1.2 “可靠性工艺保证”的关键技术
    • 6.2 工艺参数监测技术
      • 6.2.1 概述
      • 6.2.2 监测方块电阻的测试图
      • 6.2.3 测量金属-半导体接触电阻的测试图
      • 6.2.4 标准评价电路SEC
      • 6.2.5 提取可靠性特征参数的TCV
      • 6.2.6 PM测试图的使用与数据处理
    • 6.3 Cpk评价与6σ设计
      • 6.3.1 工序能力与工序能力指数Cp
      • 6.3.2 实际工序能力指数Cpk
      • 6.3.3 Cpk的应用以及微电路工艺特殊Cpk计算问题
      • 6.3.4 6σ设计
    • 6.4 试验设计（DOE）与工艺优化
      • 6.4.1 DOE的含义和实施流程
      • 6.4.2 确定关键因子
      • 6.4.3 “最优”条件范围的搜索
      • 6.4.4 试验设计与工艺试验
      • 6.4.5 建立工艺模型
      • 6.4.6 工艺条件优化
    • 6.5 统计过程控制（SPC）
      • 6.5.1 SPC与控制图
      • 6.5.2 确定控制限的“3σ法则”
      • 6.5.3 工艺过程受控/失控的判断规则
      • 6.5.4 常规控制图
      • 6.5.5 适用于微电路生产的特殊控制图
    • 思考题与习题
  • 第7章 可靠性试验与评价
    • 7.1 可靠性试验概述
      • 7.1.1 可靠性试验的作用与关键问题
      • 7.1.2 微电子器件可靠性试验标准
      • 7.1.3 单项试验项目作用与分类
    • 7.2 可靠性筛选
      • 7.2.1 集成电路筛选试验的作用与要求
      • 7.2.2 筛选试验的优化
      • 7.2.3 基于威布尔分布拟合的老炼时间优化
    • 7.3 鉴定与质量一致性检验
      • 7.3.1 “鉴定”与“质量一致性检验”关系
      • 7.3.2 GJB548规定的“鉴定与质量一致性检验”试验项目
      • 7.3.3 GJB7400规定的TCV评价
    • 7.4 加速寿命试验与数据处理
      • 7.4.1 加速寿命试验
      • 7.4.2 指数分布情况寿命/失效率的评价
      • 7.4.3 基于威布尔分布的累积失效概率评价
      • 7.4.4 可靠性模型参数的优化提取
    • 7.5 抽样技术
      • 7.5.1 抽样检验作用和风险
      • 7.5.2 接收概率与抽样特性
      • 7.5.3 抽样方案的制订
      • 7.5.4 计量值抽样方法
    • 7.6 集成电路出厂产品质量评价
      • 7.6.1 微电路参数一致性筛选
      • 7.6.2 成品率与失效模式分布波动性评价与筛选
      • 7.6.3 出厂产品平均质量水平PPM评价
    • 思考题与习题
  • 参考文献

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