半导体桥失效机理研究

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1、南京理工大学硕士学位论文半导体桥失效机理研究姓名：唐贤伦申请学位级别：硕士专业：军事化学与烟火技术指导教师：周彬;徐振相20080601硕士论文SCB失效机理研究摘要SCB火工品发展迅速，但是目前还未见对其失效机理进行研究的文献资料报道。本论文分别以温度、温湿度和热冲击作为加速应力，在试验条件下激发SCB失效，分析SCB发生失效的物理化学过程，从而达到探索SCB失效机理的研究目的。本文介绍和分析了高温加速寿命、高温高湿加速寿命、热冲击等试验的试验原理、标准、条件等；解释了SCB的失效现象并指出了SCB的失效模式和失效机理；分析了有关半导体器件典型失效诱因对SCB失效的影响；对SCB的贮存寿

2、命进行估算并检验其抵抗温度剧变能力。本研究的主要结论如下：(1)温湿度应力下，SCB样品有3种失效模式：(a)键合灿丝点蚀失效模式。其失效机理是温湿应力下舢丝表面缺陷部位发生电解腐蚀，生成氢氧化铝形成高阻。(b)键合砧丝剥蚀失效模式。其失效机理是酸性药剂作腐蚀介质加速晶间腐蚀，触丝腐烂。(c)断脚失效模式。其失效机理是温湿应力下脚线可伐合金的表面缺陷部位发生电解，阳极溶解和氢致开裂。(2)热冲击应力下，SCB样品有1种失效模式：舢丝剥蚀失效。其失效机理与温湿应力下Al丝剥蚀失效机理相同。(3)温度单应力下，SCB样品并未发生失效。(4)在温度、温湿度或热冲应力下，栅氧化层击穿、金属迁移、S

3、i02氧化层电荷、Au．舢化合物、灿金属化再结构、非平衡载流子复合等半导体器件的典型失效因素并不能导致SCB失效。O)SCB的贮存寿命：(a)温度单应力下，SCB的贮存寿命大于31年。(b)温湿度双应力下，Au丝样品、灿丝未涂药样品、灿丝非裸丝涂Pb(SCN)2样品和舢丝裸丝涂LTNR样品的贮存寿命大于15年；A1丝裸丝涂Pb(SCN)2样品因发生～丝剥蚀失效，贮存寿命为4年。(6)贮存中，SCB抗温度剧变的能力：Au丝样品、舢丝未涂药样品、灿丝非裸丝涂Pb(SCN)2样品和灿丝裸丝涂LTNR样品通过热冲击检验；AI丝裸丝涂Pb(SCN)2样品未通过热冲击检验。关键词：SCB失效机理加速寿

4、命试验Abstract硕士论文mtechnologyofSCBinitiatingdevicehasarapiddevelopment，butnoliteratureaboutthefailuremechanismCallbefoundatpresent．InordertoachievethefailuremechanismofSCB，thedissertationacceleratedthefailureoftheSCBbVheat，humidheatandtemperatureshockacceleratedstressunderthetestconditions．andthenana

5、lyzedthephysicalandthemicalprocessesoffailure．Inthispaper'theprinciples，standards，termsandconditionsofhigh—temperature，high-temperaturehumidacceleratedlifetestandtemperatureshocktestwerein_croducedandanalyzed．nepaperexplainedthefailurephenomena,pointedoutthefailuremodelsanddiscussedthefailuremecha

6、nism；anditanalyzedthetypicalfactorstocausethesemiconductordevicefailing．Finally，thepaperestimatedthestoragelifeanddetecteditsabilitytoresistthedrasticchangesintemperature．Majorconclusionsfromthisstudyaresummarizedasfollows：(1)mrealethreefailuremodelsinthehi曲．temperaturehumidacceleratedIifetest．(a)

7、AIbondingleadspittingcorrosionfailuremodel．ThefailuremechanismisthatthehumidheatacceleratedstresscausedtheelectrolysiscorrosiontogenerateahighresistancealuminumhydroxideonthedefectivepartsoftheAIbondingleads．Co)A