Синтез методов и средства неразрушающего контроля качества полупроводниковых изделий на основе моделей неизотермического токораспределения в приборных структурах

Синтез методов и средства неразрушающего контроля качества полупроводниковых изделий на основе моделей неизотермического токораспределения в приборных структурах

Автор: Сергеев, Вячеслав Андреевич

Шифр специальности: 05.27.01

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2005

Место защиты: Ульяновск

Количество страниц: 328 с. ил.

Артикул: 2881679

Автор: Сергеев, Вячеслав Андреевич

Стоимость: 250 руб.

Синтез методов и средства неразрушающего контроля качества полупроводниковых изделий на основе моделей неизотермического токораспределения в приборных структурах  Синтез методов и средства неразрушающего контроля качества полупроводниковых изделий на основе моделей неизотермического токораспределения в приборных структурах 

Введение
Глава первая. Модели токораспределения и теплоэлектрических процессов в полупроводниковых изделиях.
1.1 .Теплоперенос и термогенерация в полупроводниковых изделиях
1.1.1. Теплоперенос в конструкциях полупроводниковых изделий
1.1.2. Процессы термогенерации в приборных структурах
1.1.3. Токораспределение в базовых приборных структурах
1.2. Теплоэлектрические модели полупроводниковых изделий
1.2.1. Линейные тепловые модели.
1.2.2. Нелинейные теплоэлектрические модели.
1.2.3. Тепловая неустойчивость токораспределения
1.2.4. Предельные режимы работы полупроводниковых изделий
1.2.5. Тепловые модели полупроводниковых изделий с дефектами
1.3. Обобщенная аналитическая модель токораспределения
1.4. Квазилинейная модель локальной тепловой обратной связи.
1.4.1. Самосогласованный тсплоэлектрический режим.
1.4.2. Температурные поля в структурах с неоднородностями
1.5. Квазилинейная тепловая модель с поперечным теплопереносом
1.6. Выводы.
Глава вторая. Неизотермическое токораспределение в бездефектных приборных структурах.
2.1. Токораспределение в биполярных гребенчатых структурах
2.1.1. Модель и исходная система уравнений
2.1.2. Изотермическое приближение
2.1.3. Приближение локальной тепловой обратной связи
2.1.4. Экспериментальная проверка аналитических моделей
2.1.5. Выравнивание и повышение устойчивости токораспределения
2.2. Эффект оттеснения эмиттерного тока в биполярных структурах
2.2.1. Структуры с круглым эмиттером
2.2.2. Влияние лавинного умножении в коллекторном переходе
2.2.3. Гребенчатые структуры с длинными дорожками.
2.3. Токораспределение в полевых транзисторах.
2.4. Токораспределение в термисторных структурах
2.4.1. Термисторы цилиндрической конструкции.
2.4.2. Термисторы бусинковой конструкции.
2.5. Неизотермическос токораспределение в диодных структурах
2.6. Выводы
Глава третья. Аналитические модели тсилоэлсктрических
процессов в полупроводниковых изделиях с дефектами.
3.1. Квазистационарный теплоэлекгрический режим
3.1.1. Приближение локальной тепловой обратной связи.
3.1.2. Оценка влияния поперечного теплопереноса
3.2. Переходные тепловые процессы в структурах с дефектами.
3.2.1. Нагрев импульсной мощностью.
3.2.2. Нагрев линейно нарастающей мощностью
3.2.3. Нагрев периодической мощностью
3.3. Тепловые процессы в многоэлементных структурах
3.4. Тепловые процессы в симметричных транзисторных структурах
3.4.1. Модель и основные уравнения.
3.4.2. Влияние температуры на устойчивость токораспределения
3.4.3. Особенности теплоэлектрических процессов в гребенчатых структурах с неоднородностями
3.5. Выводы
Глава четвертая. Методы и средства измерения теплофизических характеристик полупроводниковых изделий
4.1. Задачи и пути совершенствования методов и средств измерения тепловых параметров полупроводниковых изделий
4.1.1. Анализ современных косвенных методов и средств измерения температуры в приборных структурах.
4.1.2. Принципы и особенности измерения тепловых характеристик полупроводниковых изделий в непрерывном режиме
4.2. Измерение тепловых параметров полупроводниковых изделий с применением гармонического закона изменения мощности.
4.2.1. Отклик температуры на гармоническую греющую мощность
4.2.2. Преобразование теплового импеданса двухполюсников
4.2.3. Измерение теплового импеданса стабилитронов.
4.2.4. Измерение теплового импеданса двухполюсников
с симметричной ВАХ.
4.2.5. Измерение теплового импеданса биполярных транзисторов.
4.3. Применение комбинации гармонической и линейно изменяющейся греющей мощности для измерения теплоэлектрических характеристик
4.4. Измерение теплофизических характеристик полупроводниковых изделий с применением импульсномодулированной греющей мощности
4.4.1. Измерение тепловых параметров диодов.
4.4.2. Измерение тепловых параметров биполярных транзисторов
4.4.3. Методы и средства измерения тепловых параметров ЦИС
4.4.4. Метод температурных волн для диагностики ЦИС
4.5. Измерение теплофизических характеристик полупроводниковых изделий методом сравнения
4.5.1. Измерение теплового сопротивления двухполюсников
4.5.2. Измерение теплового сопротивления биполярных транзисторов.
4.5.3. Измерение теплового сопротивления МДП транзисторов
4.6. Измерение параметров тепловой неустойчивости токораспределения
в мощных биполярных транзисторах
4.6.1. Средства измерения параметров пятнообразования
4.6.2. Автоматизированный контроль температурной границы
области безопасной работы мощных биполярных транзисторов
4.7. Выводы
Глава пятая. Экспериментальные исследования теплофизических
характеристик полупроводниковых изделий.
5.1 .Теплофизические характеристики мощных биполярных транзисторов
5.1.1. Зависимости температурного коэффициента прямого
падения напряжения на эмитгерном переходе от тока и температуры
5.1.2. Зависимости тепловых параметров от параметров электрического режима и температуры корпуса
5.1.3. Термодеформации транзисторных структур
5.2. Влияние внешних факторов на условия и параметры локализации тока в мощных ВЧ и СВЧ транзисторах
5.2.1. Зависимость параметров локализации тока от температуры.
5.2.2. Оценка параметров горячих пятен.
5.2.2. Влияние проникающих излучений
5.3. Теплофизические характеристики стабилитронов
5.4. Теплофизические характеристики цифровых интегральных схем
5.5. Выводы
Глава шестая. Влияние тепловых параметров полупроводниковых изделий на характеристики электронных устройств
6.1. Усилители с симметричным включением биполярных транзисторов
6.1.1. Искажения тепловой природы в дифференциальном каскаде.
6.1.2. Искажения тепловой природы в двухтактных усилителях
6.2. Тепловые переходные процессы в транзисторных ключах
6.3. Погрешности тепловой природы измерительных преобразователей
с дифференциальным включением датчиков
6.4. Выводы
Глава седьмая. Контроль качества полупроводниковых изделий по теплофизическим характеристикам
7.1. Физикотехнические основы обеспечения качества и надежности полупроводниковых изделий
7.1.1. Причины, механизмы и статистические закономерности проявления отказов полупроводниковых изделий.
7.1.2. Методы неразрушающего контроля
7.2. Контроль качества мощных биполярных транзисторов.
7.2.1. Отказы мощных транзисторов при электротермотренировке.
7.2.2. Отбраковка по переходным тепловым характеристикам
7.2.3. Контроль качества по тепловому сопротивлению
7.2.4. Оценка качества по параметрам тепловой неустойчивости
7.3. Контроль качества полупроводниковых диодов
7.4. Контроль качества интегральных микросхем.
7.4.1. Контроль качества линейных интегральных схем
7.4.2. Контроль качества цифровых интегральных схем.
7.4.3. Оценка стойкости к повреждению цифровых интегральных схем при действии коротких импульсов напряжения.
7.5. Выводы
Заключение.
Литература


Величина этого сопротивления зависит от степени легирования и топологии активной области базы , , 4, поэтому одной из тенденций проектирования топологии структур БТ стало максимально возможное уменьшение отношения периметра эмиттера к площади. Вэм1э 2рт, а Я эм полное сопротивление эмиттерной дорожки металлизации. Наиболее распространенной тепловой моделью ТМ ППП и ИС является плоскослоистая система, состоящая из п однородных слоев с заданными геометрическими размерами и теплофизическими параметрами материалов Яс9у,, размещенная на идеальном теплоотводе с температурой Т0 рис 1. Источники тепла располагаются либо в объеме одного из слоев, либо на одной из границ раздела слоев. Для инженерных расчетов температурных полей в таких системах плотность источников тепла и теплофизические параметры материалов полагают температуронезависимыми и применяют методы решения линейных задач теплопроводности ,. В структурах с поверхностными источниками тепла при заданных плотности теплового потока дх,у, и граничных условиях нестационарные температурные поля находятся из уравнения теплопроводности путем применения интегральных преобразований Фурье, Бесселя, Ганкеля, Лапласа и др. Тх,у,г, 1бх,У,г,0 Схх,уу,гг,1 1схс1усЬЖ, 1. Выражения для функции Грина и решения уравнения теплопроводности для некоторых вариантов геометрии полупроводниковых структур приведены в ряде работ ,8. Во многих практически важных случаях значения температуры в характерных точках твердотельной конструкции можно найти без решения уравнений теплопереноса, применяя принципы приближенного анализа . Согласно принципа теплоэлектрической аналогии систему твердых тел представляют в виде эквивалентной тепловой цепи и для анализа тепловых процессов применяют теорию электрических цепей , , 2. Аналогами электрических источников тока и напряжения или ЭДС в тепловых цепях являются источники теплового потока ИТП и температурного напора ИТН аналогами электрических сопротивлений и емкостей являются тепловые сопротивления ЯТ и тепловые емкости Сг. Согласно принципа суперпозиции в системе твердых тел с температуронезависимыми параметрами материалов и мощностью источников тепла стационарная температура вуой части определяется вы
ражением Т ТС 2 Р Р1 гДе мощность источников в ой части
системы, п число частей системы, Тс температура внешней среды, у,. Принцип местного влияния состоит в том, что влияние любого локального возмущения температурного поля в некоторой части системы твердых тел на другие части системы уменьшается по экспоненциальному закону по мере удаления от точки возмущения. Принцип регуляризации заключается в том, что по истечении некоторого времени после начала охлаждения нагревания изотропного тела наступает регулярный режим, при котором скорость изменения логарифма температуры перегрева одинакова и постоянна для всех точек тела. Эти принципы лежат в основе одномерных тепловых моделей полупроводниковых изделий. В таких моделях плотность источников тепла
x9, и температуру полагают однородно распределенными по поверхности активной области структуры, а тепловой поток одномерным. Согласно принципа теплоэлектрической аналогии такая ТМ представляется тепловой схемой, в виде ряда последовательно соединенных ЛС цепочек, соответствующих слоям конструкции. Одномерные линейные ТМ подробно рассматривались в работах П. Д. Давидова, Д. И. Закса, Н. Н. Горюнова и др. ТО Т0 ягО 1
где Яг функции отклика температуры на подобный импульс мощности в момент времени С. Р
1. И. толщина го слоя, 5 площадь теплового потока в ом слое. Для мощных ППП и ИС наиболее широко используется ТЭМ, содержащая два КСзвена тепловое сопротивление переходкорпус К7п,к и теплоемкость переходкорпус Стпк тепловое сопротивление корпуссреда Кткс и теплоемкость корпуса прибора Сткс рис. Значение Ктпк определяет перепад температур между рп переходом и основанием корпуса, как правило, нормируется и приводится в паспортных данных приборов. Реальные значения Ктк в наибольшей степени отличаются от расчетных, поскольку сильно зависят от качества тепловых контактов между слоями конструкции и распределения источников тепла в структуре.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.407, запросов: 229