Độ tin cậy hệ thống Độ tin cậy của quá trình bán dẫn

Nghiên cứu độ tin cậy bán dẫn được dùng lượng hoá đặc tính suy tàn (wear out) của linh kiện bán dẫn. Để ước lượng độ tin cậy của sản phẩm bán dẫn, cần xem xét nhiều yếu tố. Một sản phẩm bán dẫn thưởng gồm 1 khuôn gắn vào bằng cách hàn hay dán epoxy, dùng dậy tạo kết nối mạch từ khuôn đến các chân của linh kiện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Độ tin cậy hệ thống Độ tin cậy của quá trình bán dẫn TIN C Y C A QUÁ TRÌNH BÁN D N ð1. M ñu Nghiên c u ñ tin c y bán d n ñư c dùng lư ng hóa ñ c tính suy tàn (wear out)c a linh ki n bán d n. ð ư c lư ng ñ tin c y c a s n ph m bán d n, c n xem xét nhi uy u t . M t s n ph m bán d n thư ng g m m t khuôn g n vào võ b ng cách hàn hay dánepoxy, dùng dây t o k t n i m ch t khuôn ñ n các chân c a linh ki n. V n ñ là ph nt này dù riêng l hay tương tác nhau ñ u có kh năng t o h ng hóc cho linh ki n. ð ñolư ng h th ng ph n t này, c n thi t k th nghi m ñ tin c y có nh n m nh ñ n t ngph n t trong toàn s n ph m. Khuôn bán d n thư ng là ph n t kh i ph c t p nh t trongs n ph m nên d b h ng hóc nh t. M c tiêu nghiên c u ñ tin c y c a bán d n b o ñ m ñư c là quá trình s n xu t t os n ph m có ñ tin c y dài h n ch p nh n ñư c. M c tiêu thư ng ñư c th c hi n quachu i các th nghi m stress lên phương ti n s n xu t v i nhi u t m ho t ñ ng khác nhau.Ch c năng linh ki n b gi m c p ñư c giám sát trong su t quá trình th nghi m. Thnghi m stress ñư c dùng trên linh ki n b gi m ch t lư ng tham s hay h ng hóc tai bi n(catastrophic). Các th nghi m này cho phép tìm ra cơ ch v gi i h n c a ñ tin c ytrong quá trình s n xu t bán d n. Phân tích th ng kê d li u th c nghi m cho phép thi t l p mô hình hu ng d n ñ tinc y cho quá trình bán d n. Mô hình này có th ñơn gi n khi ư c lư ng tính năng linh ki ntrong môi trư ng cho trư c hay ph c t p hơn như mô hình d báo th ng kê ñ tin c y.Hơn n a, cơ ch h ng hóc ch y u làm suy gi m tính năng v ñi n c a v t th ñư c tìmra t phương pháp th c nghi m, cùng y u t suy gi m ph thu c môi trư ng. Các k sưquá trình và thi t k dùng ñư c thông tin này ñ c i thi n quá trình nh bi t ñư c cơ chh ng hóc, t o ñ tin c y cao hơn. Các bư c lý tư ng trong quá trình nghiên c u ñ tinc y c a quá trình bán d n là: 1. Nh n d ng và ñ nh tính cơ ch ch y u tác ñ ng lên linh ki n v i m t s quátrình. 2. Thi t l p y u t ph thu c ch c năng c a ñ tin c y trong ñi u ki n ng d ngc a linh ki n. 3. Xác ñ nh mô hình ñ tin c y m u c a quá trình bán d n. 4. ðưa k t qu này ngư c v quá trình thi t k và k thu t ñ c i thi n ch t lư ngñ tin c y. Chương này ch bàn v quá trình dùng trong c u trúc nhi t c a khuôn bán d n(semiconductor dies), ñ c bi t quan tâm ñ n k thu t tin c y trong quá trình bán d n c acông ngh (Gallium Arsenide). Có th dùng k thu t tương t cho các lo i linh ki n bánd n khác.2. T ng quan v nghiên c u ñ tin c y c a quá trình bán d n trong công nghi p GaAs Ph n này tóm t t k thu t cơ b n ñang dùng trong công nghi p GaAs khi nghiên c uñ tin c y. Cung c p t ng quan v cơch h ng hóc tìm ñư c qua thnghi m và ñ ngh phương pháp thnghi m ñ tin c y c a quá trình bánd n. 2.1 Phương ti n th nghi m Mu n xác ñ nh ñ tin c y c a quátrình bán d n, c n xem phương ti ndùng trong th nghi m là gì. Có baphương ti n th nghi m là m ch tíchh p (ICs), ph n t r i (FETs, t ñi n,ñi n tr , v.v.,. .), và các c u trúc thnghi m ñ c thù. Các phương ti n nàyñ u có ưu và như c ñi m riêng. M ch tích h p là phương ti n ñư c dùng ph bi n nh t. Linh ki n GaAs thư ng làm ch tích h p vi ba ñơn l p MMIC (microwave integrated circuit). Có th dùng s nph m thông thư ng, nhưng cũng là m ch ñư c thi t k ñ c bi t nh m tác ñ ng ñư c lênm i linh ki n r i c a quá trình. Dùng ñư c s n ph m thông thư ng làm c u trúc thnghi m ñ tin c y khi yêu c u v s a ch a và th nghi m ñã s n sàng, ñ ng th i linhki n cũng ñư c cung c p ñ y ñ . M t ưu ñi m n a là ng d ng ñư c tr c ti p k t qunghiên c u ñ tin c y vào s n xu t s n ph m hay h các s n ph m tương t . Khó khănnh t khi dùng MMIC là h ng hóc v ñi n, th ng kê, và v t lý r t ph c t p, do phươngti n th nghi m có m c ph c t p cao hơn trư ng h p linh ki n r i (xem hình 1). Có th dùng linh ki n r i trong thi t k ICs trong quá trình nghiên c u ñ tin c y c aquá trình bán d n. Nghiên c u v phương pháp này ñã ñư c công b trong nhi u côngtrình (xem ph n tham kh o 1). Dùng linh ki n này làm phương ti n th nghi m, thì ddàng nh n ra cơ ch h ng hóc do t ng ph n t linh ki n r i ñ u ñư c xem xét và bi tñư c ñ c tính v ñi n. Khi chu n hóa ñư c theo ñ tin c y, thì mô hình hóa và truy c pñ c tính ñi n c a s n ph m m i dùng linh ki n này trong giai ño n thi t k . Thí d vi cdùng transistor (MESFET), linh ki n t ñi n và ñi n tr , là linh ki n ñư c th nghi mvà nghiên c u ñ c tính ñi n trong nghiên c u ñ tin c y (xem hình.2). Ba y u ñi m l n nh t khi dùng linh ki n r i làm phương ti n th nghi m khi nghiênc u ñ tin c y quá trình bán d n là tính gá l p, tính s n sàng, và tính tương quan. Cácñi u này là thách th c khi thi t k gá l p t n t i trong môi trư ng th nghi m ñ tin c y nhi t ñ cao t o ra y u t phân c c cho phương ti n th nghi m. Thách th c này càngl n khi t n s cao, ñ l i l n và khi dùng linh ki n GaAs FET có ñ r ng c ng G nhhơn micromét. C ...