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题目:典型集成电路寿命分析与评价技术研究

关键词:集成电路;三端稳压器;寿命;低频噪声

  摘要

集成电路作为半导体器件的一个重要组成部分,其可靠性一直备受关注。随着可靠性研究工作的深入发展,对于产品的可靠性要求不再局限于产品的设计制造及使用阶段,贮存可靠性也越来越引起人们的重视。贮存寿命已经成为是评价集成电路可靠性的一项重要技术指标。本文选取典型模拟集成电路三端稳压器LM117为研究对象,利用常规电参数退化数据和对缺陷敏感的低频噪声参数,对其寿命分析与评价技术进行研究。建立了基于电参数退化的定量稳压器寿命预测模型和基于低频噪声的稳压器可靠性分类及加严筛选判据。主要研究内容如下:1) 集成电路寿命与可靠性分析研究了集成电路失效模式和失效机理,总结了集成电路的常见缺陷,深入分析了低频噪声与器件内部缺陷的关系及低频噪声在集成电路寿命与可靠性分析评价中的作用。对典型集成电路失效器件进行了失效分析,确定了工程应用中三端稳压器的常见缺陷。2) 基于常规电参数退化的集成电路寿命预测提出了基于电参数退化的集成电路寿命预测流程,并总结了集成电路常用加速退化模型。对本文选取的研究对象设计了贮存加速退化试验方案并进行加速退化试验,得到试验样品的伪寿命,选用阿伦尼斯模型进行外推,得到稳压器正常应力下的贮存寿命分布。3) 基于低频噪声检测的三端稳压器可靠性评估分析了三端稳压器1/f噪声的产生机理,论证了LM117可靠性的1/f噪声表征模型。搭建了LM117的低频噪声测试系统,并对加速退化试验中的样本进行低频噪声测试,通过数据分析,得到LM117可靠性的低频噪声敏感参数,最终建立了基于低频噪声的稳压器可靠性分级和加严筛选判据。准确的寿命与可靠性分析与评价技术对于生产方和用户都具有重要的意义,本文的研究对于三端稳压器的寿命和可靠性评价具有重要的工程价值。为高可靠长寿命的三端稳压器寿命评估做出了一定贡献,同时也对其他电子元器件的寿命评价研究具有一定的借鉴意义。