Контроль качества и прогнозирование надежности изделий электронной техники по электрофизическим параметрам

• Автор: Воронцов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 308 с. : ил

Содержание

Введение
Глава 1. Физические процессы старения в оксидных конденсаторах и методы контроля их качества и прогнозирования надежности

^ 1.1. Пробой и электрическое старение металлооксидных

диэлектрических пленок

1.2. Перенос кислорода и электростимулированный рост кристаллов Та205 (МЬ205) в конденсаторной системе металл -анодный оксид - электролит. Изотопные исследования

1.3. Кинетика электростимулированного роста кристаллов Та

(ТЧЬгОд) в конденсаторной системе металл - анодный оксид -электролит

1.4. Влияние структуры оксида и межфазовой границы раздела металл - оксид на кинетику процесса электростимулированного роста кристаллов Та205 и №>205
^ 1.5. Кинетика процесса развития пробоя аморфных
металлооксидных диэлектриков
1.6. Процессы электрического старения оксидного диэлектрика и модели прогнозирования долговечности конденсаторов
1.7. Возможности прогнозирования показателей надежности оксидных конденсаторов по результатам испытаний в
^ динамических режимах нагружения
1.8. Структурно-чувствительные и кинетические свойства и диагностика металлооксидных конденсаторных диэлектриков
1.9. Методики определения характеристических параметров кинетики электрического разрушения металлооксидных пленок в рабочей структуре электролитических

конденсаторов
1.10. Возможности прогнозирования временной стабильности свойств оксидного конденсаторного диэлектрика и
отбраковки потенциально ненадежных изделий
1.11 Возможности улучшения эксплуатационных свойств
конденсаторов с оксидным диэлектриком
Выводы
Глава 2. Контроль качества фоторезисторов по совокупности электрофизических параметров и математическое моделирование их отказов
2.1. Определение информативных параметров фоторезисторов
для индивидуального прогнозирования их надежности

2.2. Экспериментальные исследования оценки качества и прогнозирования надежности по коэффициенту низкочастотного шума
2.2.1. Определение рациональных режимов измерения коэффициента низкочастотного шума
0 2.2.2. Выявление потенциально ненадежных фоторезисторов по
коэффициенту низкочастотного шума
2.2.3. Взаимосвязь низкочастотного шума с дефектами
фоторезисторов
2.3. Аппаратная реализация метода неразрушающего контроля качества фоторезисторов
0 2.3.1. Принцип измерения уровня низкочастотного шума
фоторезисторов
2.3.2. Основные технические характеристики измерителя низкочастотных шумов фоторезисторов
2.3.3. Структурная схема измерителя низкочастотных шумов фоторезисторов

2.4. Анализ качества функционирования фоторезисторов с учетом деградации информативных электрофизических
параметров
Выводы
Глава 3. Методы и средства отбраковки потенциально ненадежных полупроводниковых приборов по шумовым характеристикам при ускоренных испытаниях
3.1. Постановка задачи и выбор объекта исследования
3.2. Разработка эквивалентной схемы возникновения низкочастотного шума в исследуемом полупроводниковом приборе
3.3. Выбор и обоснование метода измерения низкочастотного шума
3.4. Моделирование отказов полупроводниковых приборов по электрофизическим параметрам
3.4.1. Физическое и математическое моделирование
3.4.2. Прогнозирование безотказной работы
Ш полупроводниковых приборов при линейном законе деградации
электрофизических параметров
3.5. Экспериментальное исследование зависимости уровня низкочастотного шума полупроводниковых приборов при ускоренных испытаниях
3.5.1. Выбор режимов проведения эксперимента
♦ 3.5.2. Анализ результатов эксперимента
3.5.3. Теоретическая интерпретация результатов эксперимента 205 Выводы

элементов в области межфазовой границы раздела металл-оксид показаны условно.
С целью минимизации заряда, накапливаемого на поверхности диэлектрического образца при ионной бомбардировке и осложняющего анализ состава поверхности, использовался следующий методический прием. Перед послойным анализом состава оксидного слоя с обратной стороны образца удалялась оксидная пленка, что позволяло создать электрический контакт с держателем. С использованием встроенного в камеру оптического микроскопа выбирался аморфный или кристаллический участок оксидного слоя, и рядом с этим участком оксидная пленка распылялась до металла, что обеспечивало сток заряда. После этого с помощью манипулятора образец перемещался до совмещения анализируемого участка с «точкой» падения бомбардирующего пучка и записывались концентрационные профили.
Измерялся сигнал положительных вторичных ионов, причем с помощью ЭВМ, управляющей разверткой поля магнитного анализатора и измерением выходного сигнала, из одной «точки» на образце можно было одновременно записывать профили четырех массовых пиков.
Из рисунка 1.2 видно, что оксидный слой образцов первой серии по всей толщине обогащен изотопом О18, в то время как содержание этого изотопа в образцах второй серии не превышает уровня фона. Профили распределения фосфора 31Р+, внедряющегося в оксид из раствора формовочного электролита, идентичны и не зависят от степени обогащения изотопом О18. Эти данные показывают, что изотоп О18 пригоден в качестве метки для изучения процесса переноса кислорода при электрическом нагружении конденсаторной МОЭ-структуры.
Рассмотрим результаты послойного анализа состава состаренных аморфно-кристаллических образцов оксида тантала. Как видно из рисунка
1.3, толщина образующихся кристаллов приблизительно в два раза превышает толщину аморфной пленки, что согласуется с литературными данными [92,100,101]. Заметим, что при длительном электротепловом