微电子器件可靠性习题集

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1、微电子器件可靠性习题第一、二章数学基础1．微电子器件的可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内；完成规定功能的能力。2．产品的可靠度为R(t)、失效概率为F(t)，则二者之间的关系式为R(t)+F(t)=1。3．描述微电子器件失效率和时间之间关系的曲线通常为一“浴盆”，该曲线明显分为三个区域，分别是早期失效期、偶然失效期和耗损失效期。4．表决系统实际上是并联（串联、并联）系统的一种。5．设构成系统的单元的可靠度均为R，则由两个单元构成的串联系统的可靠度为R2；由两个单元构成的并联系统的可靠度为2R-R2。6．产品的可靠度为R(t)、失效概率密度为f(t)，则二者之间的关系式为f

2、(t)=R’(t)。7．微电子器件的可靠度是指产品在规定条件下和规定时间内；完成规定功能的概率。8．产品的可靠度为R(t)、失效概率密度为f(t)，失效率λ(t)，则三者之间的关系式为f(f)=λ(t)R(t)。9．设构成系统的单元的可靠度均为R，则由两个单元构成的串联系统的可靠度为R2；由两个单元构成的并联系统的可靠度为2R-R2；由三个单元构成的2/3(G)表决系统的可靠度为3R2-2R3。10．100块IC，在第100小时内失效数为6块，到第101小时失效11块，则该IC在100小时的失效概率密度是6/100，失效率是5/94。（给出分数形式即可）。（2分）11．产品的

3、可靠度降低到0.5时，其工作时间称为中位寿命，可靠度降低到1/e时，其工作时间称为特征寿命。12．λ(t)是一个比较常用的特征函数，它的单位用1/h，也常用%/1000h或10-9/h，后者称为菲特（Fit），100万个器件工作1000h后只有一个失效率，即1Fit。13．失效率单位有三种表示方法：1/h、%/1000h、（非特Fit）10-9/h。通常可用每小时或每千小时的百分数作为产品失效的单位。对于可靠性要求特高的微电子器件产品，常用Fit作为基准单位，1个非特所表示的物理意义是指10亿个产品，在1小时内只允许有一个产品失效，或者说每千小时内只允许有百万分之一的失效概率

4、。14．在t=0时，有N=100件产品开始工作，在t=100小时前有两个失效，而在100-105小时内失效1个，失效概率密度f（100）=1/5*100，失效率λ(100)=1/5*98，假如到t=1000小时前有51个失效，而在1000-1005小时内失效1个，此时f（1000）=1/5*100，λ(1000)=1/5*49。15．一台电视机有1000个焊点，工作1000小时后检查100台电视机，发现有两点脱焊，则焊点的失效率（t=0）为λ(0)=2/1000*（105-0）=2*10-8/小时=20非特一、简答和证明（满分14分）1）什么是失效概率密度f(t)？（2分）2

5、）什么是失效率λ(t)？（2分）3）已知失效概率密度f(t)是失效概率F(t)的微商，证明f(t)和λ(t)之间的关系式为。（10分）答题要点：1)失效概率密度是指产品在t时刻的单位时间内发生失效的概率。2)失效率是指在时刻t尚未失效的器件，在单位时间内失效的概率。3)方法一：设N个产品从t=0时刻开始工作，到t时刻有n(t)个产品失效，到t+Δt时刻有n(t+Δt)个产品失效，则失效率可表示为：于是即方法二：在t时刻完好的产品，在[t,t+Δt]时间内失效的概率为：在单位时间内失效的概率为：显然事件包含事件，即若事件发生，则必导致事件发生。所以有根绝概率的乘法公式P（AB）

6、=P(A)P(B

7、A)得：于是：二、（满分10分）1)设构成系统的单元的可靠度均为R，其寿命相互独立。分别推导出由两个单元串联和并联构成的系统的可靠度；(6分)答题要点：1)设两个单元的寿命分别为，系统的寿命为。则串联系统的可靠度为由于R1=R2=R所以RS=R2设并联系统的失效分布函数为FS（t）于是，并联系统的可靠度为RS（t）=1-F(t)=R2-2R第三章失效物理1．微电子器件中热载流子的产生可以有3种方式，它们产生的载流子分别称为沟道热载流子、衬底热载流子和雪崩热载流子。（3分）2．电迁移的失效模式一般可以有3种，分别为短路、断路和参数退化。3．目前公认的在Si-S

8、iO2界面SiO2一侧存在的四种电荷为：固定氧化层电荷、可动电荷、界面陷阱电荷和氧化层陷阱电荷。4．在外界热、电、机械应力作用下，发生在微电子器件内部及界面处的物理和化学变化及效应会引起器件的失效，因此称之为失效物理。5．由于辐射使DRAM存储单元发生存储信息错误，称之为软误差。三、（满分20分）1）画图说明pnp晶体管中Si-SiO2界面的Na+对反偏BC结漏电流的影响；（10分）2）右图是Si-SiO2界面存在Na+，且BC结反偏时，反向漏电流虽反向电压的变化曲线，解释图中曲线1、曲线2的形成原因？