Розрахунок показників надійності інтегральних схем

МІНИСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Запорізький національний технічний університет

Кафедра мікроелектроніки і

напівпровідникових приладів

№ з. кн. Р231110

КУРСОВА РОБОТА

на тему:

“Основні механізми відмов. Розрахунок показників надійності інтегральних схем.”

Розробив

ст. гр. РП_З -311 Вакула О.О.

Керівник Томашевський О.В.

2004

РЕФЕРАТ

КР: с, 3 рисунки, 6 джерел.

Об’єкт дослідження – надійність інтегральних схем.

Мета роботи – розрахувати основні показники надійності ІС по заданим вихідним даним.

Методи дослідження – розрахунок надійності інтегральних схем по заданим параметрам.

ВІДМОВА,ЕЛЕКТРОДИФУЗІЯ, ЕЛЕКТРОМІГРАЦІЯ, МЕТАЛІЗАЦІЯ.

ЗМІСТ

Завдання на КР…………………………………………………………….……...

Реферат……………………………………………………………...……….……

Вступ………………………………………………………………………………

1 Основні механізми відмов…………………………………………………..…

1.1 Відмови ІС при руйнуванні металізації внаслідок електроміграції…...

1.2 Відмови внаслідок зарядової нестабільності в шарі окислу

та на межі окисла з напівпровідником……………………………………….…

1.3 Відмови внаслідок електричного пробою окисла та p-n переходу…...

2 Розрахунок показників надійності……..……………………………….……

2.1 Вихідні дані……………………………………………….…………………

2.2 Розрахунки……………………………………………………………..……

Висновки……………………………..………………………………………. …

Література……….………………………………………………………… ……

ВСТУП

Реальна напівпровідникова структура, що є основним активним елементом будь-якого напівпровідникового приладу й інтегральної мікросхеми, у якій відбуваються складні електронні процеси, дуже далека від ідеальної. Внесення різних недосконалостей і дефектів у напівпровідникову структуру починається з вихідних матеріалів і продовжується практично на кожнім етапі технологічного процесу. Умовно дефекти в залежності від розмірів і можливості виявлення у виробничих умовах поділяють на грубі, чи макроскопічні, і дрібні, чи мікроскопічні, котрі найчастіше ще називають випадковими.

Більшість мікроскопічних недосконалостей і дефектів не піддаються контролю і присутність їх у приладах неминуча. Тому ми повинні розглядати кожен прилад як об'єкт, що знаходиться в нерівновагому стані через присутність в ньому мікроскопічних дефектів і недосконалостей. Останні у свою чергу випадковим образом розподілені в генеральній сукупності приладів.

Кожний з дефектів чи недосконалостей вносить свій внесок у деградаційні процеси, що відбуваються в приладі, що у підсумку приводять до зміни його вихідних електрофізичних параметрів. При цьому можливі сприятливі і несприятливі сполучення недосконалостей і дефектів. У першому випадку деградаційні процеси протікають повільно і зміни електрофізичних параметрів приладів незначні. В другому випадку в складі дефектів можуть бути значні недосконалості, причому сполучення їхнього таке, що відбувається посилення ефектів впливу окремих дефектів на деградаційні процеси. Підсумком несприятливого сполучення дефектів і недосконалостей є швидка деградація параметрів приладів.

1 ОСНОВНІ МЕХАНІЗМИ ВІДМОВ

Під відмовою розуміється подія, яка полягає в повній втраті працездатності або уході одного чи декількох параметрів за межі, встановлені в технічних умовах. При аналізі відмов розрізняють поняття виду і механізму відмови. Вид відмови — це очевидна подія, що приводить до відмови. Наприклад, руйнування металізації. Але в ряді випадків вид відмови без дослідження внутрішньої структури кристала неможливо встановити. Механізм відмови — це фізико-хімічний процес, що приводить до відмови. Наприклад, при відмові металізації таким процесом може бути електродифузія.

Характерні види відмов можна умовно класифікувати як: відмови кристала; відмови окисла; відмова контакту метал-напівпровідник (відмова металізації); відмова контакту металізація-гнучкий провідник (відмова контактів); відмова з'єднання кристал-підстава корпуса.

1.1 Відмови ІС при руйнуванні металізації внаслідок електроміграції.

Внутрішні міжелементні з'єднання активних структур сучасних напівпровідникових приладів і інтегральних мікросхем виконуються шляхом нанесення алюмінієвої плівки товщиною близько 1 мкм на поверхню кристала з наступною фотолітографією відповідно до топології розведення. З ростом складності напівпровідникових приладів і інтегральних мікросхем зростає як довжина розводки, так і площа поверхні кристала, займана нею. У даний час у середньому вона досягає 50% і в міру зростання ступеня інтеграції збільшується, приводячи до того, що розроблювачі великих і надвеликих інтегральних мікросхем змушені переходити на багаторівневе розведення, для того щоб реалізувати прийняту топологію активних областей кристала.

Металева плівка, нанесена на поверхню готової мікросхеми, знаходиться в неоднакових умовах. У контактних вікнах вона взаємодіє з монокристалічним кремнієм р- чи n-типів з різним ступенем легування, на іншій поверхні вона контактує з двоокисом кремнію як у площині поверхні схеми, так і на сходинках окисла. Неминуча деформація металевої плівки на нерівностях поверхні схеми та у місцях приварки дротових контактів. У процесі експлуатації напівпровідникових приладів і інтегральних мікросхем металеве розведення в не меншому ступені, ніж активні області напівпровідникової структури, піддається токовим і тепловим наванта

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать