基于微电子器件的可靠性分析
发表时间：2016-11-08T10:25:33.353Z 来源：《电力设备》2016年第16期作者：宋健
[导读] 若夹断层的热载流子与声子碰撞，热载流子会进入到栅氧化层，引起阀值电压飘逸，造成整个电路性能的缺失或不灵敏。
（潍坊科技学院）
摘要：近年来人们对于电子器件的要求越来越高，集成度要求高，造成电流密度的增加，对电子元件的耐压和公路容量的要求也在提高。集成度高，电流密度增加，最频繁的工作量下，其器件的热分布也会有很大的变化，会造成电子元件的失效甚至损坏。加强电子元件的可靠性，成为越来越重要的命题。本文针对微电子器件的可靠性进行了分析。
关键词：基于微电子器件的可靠性分析
随着电子信息产业的发展越来越快，微电子技术水平不断提高，对于微电子技术来说，电子产品的微型化，需要材料的支持，随着电子产品的缩小，相关物件想要达到一定的性能，会受到物理条件的制约，但微电子器件又需要朝着高集成度、高速度、高可性等方向发展，功能要求也需要日益强大。这就需要提高微电子器件的可靠性，保证电子产品的正常运行。
1影响微电子器件可靠性的主要因素
1.1热载流子效应，影响微电子器件的可靠性
热载流子效应是影响微电子电路失效的重要因素之一。集中度过高，造成电流密度的增加，器件中电荷的分布被改变，导致器件性能灵敏度下降甚至失效。与此同时，热载流子效应会对集成电路的集成度及电路和器件的可靠性造成影响。产生雪崩倍增效应、阀值电压飘逸、MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)性能退化、寄生晶体管效应。雪崩倍增效应产生于热载流子与价电子之间的碰撞，一般在小尺寸的MOSFET中，因为源一漏电压的升高以及沟道长度的变化，夹断层会相应的产生变化。若夹断层的热载流子与声子碰撞，热载流子会进入到栅氧化层，引起阀值电压飘逸，造成整个电路性能的缺失或不灵敏。
1.2金属化和点的迁移，也会影响微电子器件的可靠性
金属原子发生扩散和迁移的物理现象是电迁移。电迁移使得原子不断的聚集，另一侧则形成空洞，原子的聚集造成导电截面的缩小，于此同时导电截面的缩小又造成原子的聚集，最终导致器件完全的失效。直流电在电子器件中作用于金属，会引起金属中离子位置的变动，这种电迁移现象，首先表现的是电阻的变化，进而影响金属膜局部出现破洞，或者是局部金属膜的堆积，造成电路的连线或者完全失效，影响器件的使用时间。
在我们日常生活中会碰到的静电，在电子器件中也存在，并会对器件可靠性造成影响。静电放电在传统的微电子器件中相对能量较小，可能造成的后果和影响并不明显，一般不被人觉察，但是在高密度的微电子器件中，因为电流密度的倍增，可能造成的静电远远超过了传统的微电子器件，在高密度的微电子器件中，因为静电电场变化和静电放电电流会引起微电子器件内部各个部分失衡，导致设备无法正常运转。
静电放电直接或者间接地都会对电子器件本身造成伤害。直接损伤由电流产生的功耗引起，它会熔化器件的一部分造成故障，电子器件无法正常运转，影响设备的部分功能，或使设备无法正常工作。温度是造成电子器件出现问题的直接原因，但是造成其温度变化的正是静电放电，造成器件内部原子分布问题，电离子移动、聚集，同时静电放电本身也会产生散热对器件造成永久性的伤害。焦耳热是因为静电放电造成的后果，焦耳热产生的温度上升会使金属膜融化，当到达一定熔点，精密的电子器件中的长丝可能会被击断，导致开路，更为严重的情况是，结漏电流会同时使得结细丝、结尖刺及其金属都被融化。与此同时，静电放电还可能在绝缘层发生作用，发生绝缘层的击穿。潜在损伤因为电荷的变化导致器件晶体管电流电压的变化，使电路出现退化，但是整个器件并不会出现功能的失效，只是器件内部电路的退化，但是潜在的损害，在我们发现问题时，更加的难以处理，因为我们并不能确定到底是哪个部分出现的问题。
2栅氧化层及栅氧击穿
因为微电子技术向微型化发展造成基层电路细微化，栅氧化层越来越薄，而电源电压却保持定值，这就对栅氧化层提出了新的要求。如果栅氧化层的导电性能和抗电性能出现问题，那么整个电子器件的安全性都将成为突出问题。这个模型图可以看出有关氧化层TDDB的问题，正确的认识氧化层的寿命。
3微电子器件可靠性的提升措施
3.1抑制热载流子效应，由上文所述我们已经知道热载流子产生的原因及如何对电子器件造成损害。针对其原因，①要对电子器件的制作和设计提高要求。减少漏结附近的电场，可使热载流子发射的可能性降低。要改善栅氧化层的质量，②采用更加先进的技术，有效的降低热载流子的陷进密度及俘获截面，减少原子被截留的数量，进而减少由于热载流子进入到栅氧化层而对器件性能的影响。③采用新的结构模式，如低掺杂漏结构等，可提高击穿电压，减少可能会发生碰撞的电离。④可在电路和版画设计上采取如采用钳位器件或适当增大宽长比等措施。
3.2改善金属化问题，首先要解决界面效应，因为器件性能的提高，热电应力在器件金属化单位面积上不断增大，导致金属与金属、金属与半导体之间的界面扩散及反应的几率增大或许会形成金属与金属的高阻化合物，上层金属穿过阻挡层进人半导体中也可能使器件漏电增大或结短路。因此，界面效应成为目前急需解决的问题。解决界面效应最有效的方法是选择一个合适的阻挡层。事实上，为了防止金属与金属以及金属与半导体的反应及扩散，引人了金属阻挡层。TiN熔点高，热稳定性和化学稳定性好，有极高的硬度和较低的电阻率，干法
重庆邮电大学研究生堂下考试答卷 2011-2012学年第2学期考试科目微电子器件可靠性 姓名徐辉 年级2011级 专业微电子与固体电子学 学号S110403010 201 20122年5月25日
热载流子效应对器件可靠性的影响 徐辉 （重庆邮电大学光电工程学院，重庆400065） 摘要：介绍了几种热载流子以及MOSFET的热载流子注入效应。在此基础上总结了热载流子注入效应对MOS器件可靠性的影响。随着MOS器件尺寸的缩小和集成电路规模的增大，热载流子效应显得更加显著。最后介绍了几种提高抗热载流子效应的措施。 关键词：热载流子；热载流子注入效应；可靠性 Effects of Hot-carriers Injection Effect on the Reliability Xu Hui (College of Photoelectric Engineering,Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing, 400065,P.R.China) Abstract:The effect of hot carrier and the MOSFET hot-carriers injection are reviewed.On this basis,the hot-carriers injection effect on the reliability of MOS devices are summed up.With the increasing size of MOS devices shrink in size and integrated circuits,the hot-carriers effect is even more significant.Finally,several measures to improve the thermal carrier effects are introducted. Key wards:hot carrier;hot-carriers injection effect;reliability 0前言 随着VLSI集成度的日益提高，MOS器件尺寸不断缩小至亚微米乃至深亚微米级，热载流子效应已成为影响器件可靠性的重要因素之一。从第一次意识到热载流子可导致器件退化以来，有关MOSFET热载流子效应的研究已持续了近30年。热载流子注入效应对MOS器件性能的影响也越来越引起人们的关注。 1热载流子 当载流子从外界获得了很大能量时，即可成为热载流子。例如在强电场作用下，载流子沿着电场方向不断漂移，不断加速，即可获得很大的动能，从而可成为热载流子。对于半导体器件，当器件的特征尺寸很小时，即使在不很高的电压下，也可产生很强的电场，从而易于导致出现热载流子。因此，在小尺寸器件以及大规模集成电路中，容易出现热载流子。 在使用条件下，MOSFET会遇到四种类型的热载流子[1]； 沟道热载流子(CHC)；衬底热载流子(SHC)，漏端雪崩热载流子(DAHC)；和二次产生热电子(SGHE)。 沟道热载流子(CHC)：热电子来源于表面沟道电流，是从源区向漏区运动的电子，在漏结附近受到势垒区电场加速，电子获得了能量而被加速，成为热电子。 衬底热载流子(SHC)：热电子来源于衬底电流，在势垒区电场的加速下运动到Si-SiO2界面，其中部分电子的能量可以达到或超过Si-SiO2势垒高度，便注入到栅氧化层中去。 漏端雪崩热载流子(DAHC)：晶体管处在饱和状态时，一部分载流子在夹断区域与晶格原子相撞，通过碰撞电离，激发电子-空穴对。
第1章常用半导体器件 一、判断题（正确打“√”，错误打“×”，每题1分） 1．在N型半导体中，如果掺入足够量的三价元素，可将其改型成为P型半导体。（）2．在N型半导体中，由于多数载流子是自由电子，所以N型半导体带负电。（）3．本征半导体就是纯净的晶体结构的半导体。（） 4．PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（） 5．使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正偏，且集电结也是正偏。（）6．晶体三极管的β值，在任何电路中都是越大越好。( ) 7．模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。( ) 8．稳压二极管正常工作时,应为正向导体状态。( ) 9．发光二极管不论外加正向电压或反向电压均可发光。( ) 10．光电二极管外加合适的正向电压时，可以正常发光。( ) 一、判断题答案：（每题1分） 1．√； 2．×； 3．√； 4．√； 5．×； 6．×； 7．√； 8．×； 9．×； 10．×。
二、填空题（每题1分） 1．N型半导体中的多数载流子是电子，P型半导体中的多数载流子是。2．由于浓度不同而产生的电荷运动称为。 3．晶体二极管的核心部件是一个，它具有单向导电性。 4．二极管的单向导电性表现为：外加正向电压时，外加反向电压时截止。5．三极管具有放大作用的外部条件是发射结正向偏置，集电结偏置。6．场效应管与晶体三极管各电极的对应关系是：场效应管的栅极G对应晶体三极管的基极b，源极S对应晶体三极管，漏极D对应晶体三极管的集电极c。7．PN结加正向电压时，空间电荷区将。 8．稳压二极管正常工作时，在稳压管两端加上一定的电压，并且在其电路中串联一支限流电阻，在一定电流围表现出稳压特性，且能保证其正常可靠地工作。 9．晶体三极管三个电极的电流I E 、I B 、I C 的关系为：。 10．发光二极管的发光颜色决定于所用的，目前有红、绿、蓝、黄、橙等颜色。 二、填空题答案：（每题1分） 1．空穴 2．扩散运动 3．PN结 4．导通 5．反向 6．发射机e 7．变薄 8．反向 9．I E ＝I B ＋I C 10．材料 三、单项选择题（将正确的答案题号及容一起填入横线上，每题1分）
1、什么是可靠性 答：可靠性是指产品在规定条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。 2、固有可靠性 答：指产品的原材料性能及制成后在工作过程中所受应力，在设计阶段所赋予的，在制造过程中加以保证的可靠性。 3、使用可靠性 答：指产品在实际使用中表现出的可靠性。 4、失效 答：产品（器件）失去规定的功能称为失效。 5、可靠度，及其表达式 答：可靠度是指产品在规定的条件下，在规定的时间内，完成规定功能的概率。 表达式：Ｒ（ｔ）＝Ｐ｛ξ＞ｔ｝。 6、失效概率 答：失效概率是指产品在规定的条件下载时间ｔ以前失效的概率。 7、失效概率密度 答：失效密度是指产品在ｔ时刻的单位时间内，发生失效的概率 8、瞬时失效率
答：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。 9、平均寿命 答：器件寿命这一随机变量的平均值称为平均寿命。 10、可靠寿命 答：对一些电子产品，当其可靠度降到ｒ时的工作时间称为产品的可靠寿命。 11、菲特的定义 答：简单地说就是１００万个器件工作１０００ｈ后只出现一个失效。 12、解释浴盆曲线的各个周期的含义 答：第一区：早期失效阶段：此阶段失效率较高，失效随时间增加而下降，器件失效主要是由一种或几种具有普遍性的原因所造成，此阶段的延续时间和失效比例是不同的。第二区：偶然失效阶段：失效率变化不大，是器件的良好阶段，失效常由多种而又不严重的偶然因素造成。第三区：损耗失效阶段：失效率上升，大部分器件相继失效，失效是由带全局性的原因造成，损伤严重，寿命即将终止。 13、指数分布的可靠度，失效率，寿命方差，可靠寿命，中位寿命 答：指数分布可靠度：ｆ（ｔ）＝λｅ－λｔ（０≤ｔ＜∞，０＜λ＜∞）失效率：λ＝λｅ－λｔ／ｅ－λｔ寿命方差：Ｄ（ξ）＝１/λ２可靠寿命：ｔｒ（Ｒ）＝ln（1/R）１／λ中位寿命：tr （0.5）=0.693*1/λ 14、什么是系统
电子元器件的可靠性筛选 本文简述了电子元器件筛选的必要性，分析了电子元器件的筛选项目和应力条件的选择原则，介绍了几种常用的筛选项目和半导体的典型筛选方案设计。 随着工业、军事和民用等部门对电子产品的质量要求日益提高，电子设备的可靠性问题 受到了越来越广泛的重视。对电子元器件进行筛选是提高电子设备可靠性的最有效措施之一。可靠性筛选的目的是从一批元器件中选出高可靠的元器件，淘汰掉有潜在缺陷的产品。从广义上来讲，在元器件生产过程中各种工艺质量检验以及半成品、成品的电参数测试都是筛选，而我们这里所讲的是专门设计用于剔除早期失效元器件的可靠性筛选。理想的筛选希望剔除所有的劣品而不损伤优品，但实际的筛选是不能完美无缺的，因为受筛选项目和条件的限制，有些劣品很可能漏过，而有些项目有一定的破坏性，有可能损伤优品。但是，可以采用各种方法尽可能地达到理想状态。 1 元器件筛选的必要性 电子元器件的固有可靠性取决于产品的可靠性设计，在产品的制造过程中，由于人为因素或原材料、工艺条件、设备条件的波动，最终的成品不可能全部达到预期的固有可靠性。在每一批成品中，总有一部分产品存在一些潜在的缺陷和弱点，这些潜在的缺陷和弱点，在一定的应力条件下表现为早期失效。具有早期失效的元器件的平均寿命比正常产品要短得多。电子设备能否可靠地工作基础是电子元器件能否可靠地工作。如果将早期失效的元器件装上整机、设备，就会使得整机、设备的早期失效故障率大幅度增加，其可靠性不能满足要求，而且还要付出极大的代价来维修。因此，应该在电子元器件装上整机、设备之前，就要设法把具有早期失效的元器件尽可能地加以排除，为此就要对元器件进行筛选。根据国内外的筛选工作经验，通过有效的筛选可以使元器件的总使用失效率下降1 - v 2个数量级，因此不管是军用产品还是民用产品，筛选都是保证可靠性的重要手段。 2 筛选方案的设计原则
第一章 常用半导体器件 自 测 题 一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。 （1）在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。（ √ ） （2）因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。（ × ） （3）PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（ √ ） （4）处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。 （ ×） （5）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R G S 大的特点。（ ） （6）若耗尽型N 沟道MOS 管的U G S 大于零，则其输入电阻会明显变小。（ ） 解：（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）× 二、选择正确答案填入空内。 （1）PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽（加上正向电压时，内电场被削弱，空间电荷区变窄） （2）设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程是 C 。 A. I S e U B. T U U I e S C. )1e (S －T U U I （3）稳压管的稳压区是其工作在 C 。 A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿 （4）当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。 A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏 （5）U G S ＝0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有 。 A. 结型管 B. 增强型MOS 管 C. 耗尽型MOS 管 解：（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C
三、写出图T1.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。 图T1.3 解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V， U O6≈－2V。 四、已知稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Z m i n＝5mA。求图T1.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。 图T1.4 解：U O1＝6V，U O2＝5V。
MOS 器件及其集成电路的可靠性与失效分析（提要） 作者：Xie M. X. (UESTC ，成都市) 影响MOS 器件及其集成电路可靠性的因素很多，有设计方面的，如材料、器件和工艺等的选取；有工艺方面的，如物理、化学等工艺的不稳定性；也有使用方面的，如电、热、机械等的应力和水汽等的侵入等。 从器件和工艺方面来考虑，影响MOS 集成电路可靠性的主要因素有三个：一是栅极氧化层性能退化；二是热电子效应；三是电极布线的退化。 由于器件和电路存在有一定失效的可能性，所以为了保证器件和电路能够正常工作一定的年限（例如，对于集成电路一般要求在10年以上），在出厂前就需要进行所谓可靠性评估，即事先预测出器件或者IC 的寿命或者失效率。 （1）可靠性评估： 对于各种元器件进行可靠性评估，实际上也就是根据检测到的元器件失效的数据来估算出元器件的有效使用寿命——能够正常工作的平均时间（MTTF ，mean time to failure ）的一种处理过程。 因为对于元器件通过可靠性试验而获得的失效数据，往往遵从某种规律的分布，因此根据这些数据，由一定的分布规律出发，即可估算出MTTF 和失效率。 比较符合实际情况、使用最广泛的分布规律有两种，即对数正态分布和Weibull 分布。 ①对数正态分布： 若一个随机变量x 的对数服从正态分布，则该随机变量x 就服从对数正态分布；对数正态分布的概率密度函数为 222/)(ln 21 )(σμπσ--?=x e x x f 该分布函数的形式如图1所示。 对数正态分布是对数为正态分布的任 意随机变量的概率分布；如果x 是正态分布 的随机变量，则exp(x)为对数分布；同样， 如果y 是对数正态分布，则log(y)为正态分 布。 ②Weibull 分布： 由于Weibull 分布是根据最弱环节模型 或串联模型得到的，能充分反映材料缺陷和 应力集中源对材料疲劳寿命的影响，而且具 有递增的失效率，所以，将它作为材料或零件的寿命分布模型或给定寿命下的疲劳强 度模型是合适的；而且尤其适用于机电类产品的磨损累计失效的分布形式。由于它可以根据失效概率密度来容易地推断出其分布参数，故被广泛地应用于各种寿命试验的数据处理。与对数正态分布相比，Weibull 分布具有更大的适用性。 Weibull 分布的失效概率密度函数为 m t m t m e t m t f )/()(ηη--?= 图1 对数正态分布
电子元器件可靠性试验、失效分析、故障复现及筛选技术培训 讲讲师师介介绍绍:: 费老师 男，原信息产业部电子五所高级工程师,理学硕士,“电子产品可靠性与环境试验”杂志编委，长期从事电子元器件的失效机理、失效分析技术和可靠性技术研究。分别于1989年、1992－1993年、2001年由联合国、原国家教委和中国国家留学基金管理委员会资助赴联邦德国、加拿大和美国作访问学者。曾在国内外刊物和学术会议上发表论文三十余篇。他领导的“VLSI 失效分析技术”课题组荣获2003年度“国防科技二等奖”。他领导的“VLSI 失效分析与可靠性评价技术”课题组荣获2006年度“国防科技二等奖”。2001年起多次应邀外出讲学,获得广大学员的一致好评。 【培训对象】系统总质量师、产品质量师、设计师、工艺师、研究员，质量可靠性管理和从事电子元器件（包括集成电路）失效分析工程师 【主办单位】中 国 电 子 标 准 协 会 培 训 中 心 【协办单位】深 圳 市 威 硕 企 业 管 理 咨 询 有 限 公 司 为了满足广大元器件生产企业对产品质量及可靠性方面的要求，我司决定在全国组织召开“电子元器件可靠性试验、失效分析、故障复现及筛选技术”高级研修班。研修班将由具有工程实践和教学丰富经验的教师主讲，通过讲解大量实例,帮助学员了解各种主要电子元器件的可靠性试验方法和试验结果的分析方法．
课程提纲： 第一部分电子元器件的可靠性试验 1 可靠性试验的基本概念 1．1 概率论基础 1．2 可靠性特征量 1．3 寿命分布函数 1．4 可靠性试验的目的和分类 1．5 可靠性试验设计的关键问题 2 寿命试验技术 2．1 加速寿命试验 2．2 定性寿命保证试验 2．3 截尾寿命试验 2．4 抽样寿命试验 3 试验结果的分析方法：威布尔分布的图估法 4 可靠性测定试验 4．1 点估计法 4．2 置信区间 5 可靠性验证试验 5．1 失效率等级和置信度 5．2 试验程序和抽样表 5．3 标准和应用 6 电子元器件可靠性培训试验案例
电子元器件的可靠性（第一章：可靠性试验） ■何谓可靠性技术？ 可靠性技术究竟是什么。首先从这点开始做如下介绍。 可靠性技术也称为技术故障，是一项通过对产品故障发生的原因进行分析、评价并理解后，提高产品可靠性的技术。反过来说，也可以称之为制造故障技术。 ※故障产品与不合格产品的区别 ?不合格产品是指生产时就已经不合格的产品。 ?故障产品是指生产时为合格品，但因时间较长而变成不合格产品。 使合格产品成为不合格产品的过程，称为可靠性技术。 发生故障的原因，大致可分为以下3类。 ①产品本身存在的潜在因素(因) ②因使用环境中的热度、湿度等外在因素(外因) ③自然老化 ■何谓故障？ 在前章节中，我们提到"可靠性技术也称为技术故障"，但实际上故障也分为很多种。以下是表示故障发生率与时间的相关性表格，称之为故障率曲线（浴盆曲线）。
产品随着时间变化，分为初期故障/偶发故障/磨耗故障3个阶段，其相应的故障产生原因也各不相同。 【初期故障】产品在使用早期发生的故障，随着时间的推移，故障率逐渐减少。其主因可能是由于潜在的缺陷，需要通过完善设计/甄选工程及零件筛选等措施预防故障发生。 【偶发故障】初期故障稳定后，会进入偶发故障阶段。主要是由于雷电、产品跌落等突发事件引起的，与时间推移无关，基本可以维持一定的故障率。我们的目标是通过预防生产工程上的偶发性缺陷以及控制使用环境的过度波动，使故障率接近于零。 【磨耗故障】偶发故障阶段后，随着时间的推移，故障率又会增加。此时的主要原因是由于产品磨耗、损耗引起的，也可视为产品使用寿命已尽。 如上所述，故障也分为几种，而其相应诱因也各不相同。为确保质量，如何正确判断其诱因，以及选择正确的验证方法（可靠性试验）尤为关键。 ■何谓可靠性试验？ 接下来对可靠性试验进行说明。可靠性试验是为预测从产品出厂到其使用寿命结束期间的质量情况。选定与市场环境相似度较高的环境应力后，设定环境应力程度与施加的时间，主要目的是尽可能在短时间，正确评估产品可靠性。 其次，试验中有不同的试验项目。存在并非单一型应力，而是复合型环境应力的试验及以故障机理角度开发出来的试验方法等等。 下面列举若干与电子产品相关的主要的几种可靠性试验。
第1章常用半导体器件 一．选择题 1、半导体导电的载流子是____C____，金属导电的载流子是_____A__。 A．电子B．空穴C．电子和空穴Ｄ．原子核 2、在纯净半导体中掺入微量3价元素形成的是___A_____型半导体。 A. P B. N C. PN D. 电子导电 3、纯净半导体中掺入微量5价元素形成的是____B____型半导体。 A. P B. N C. PN D. 空穴导电 4、N型半导体多数载流子是B，少数载流子是 A ；P型半导体中多数载流子是 A ，少数载流子是 B 。 A．空穴B．电子Ｃ．原子核Ｄ．中子 5、杂质半导体中多数载流子浓度取决于 D ，少数载流子浓度取于 B 。 A．反向电压的大小B．环境温度C．制作时间D．掺入杂质的浓度 6、PN结正向导通时，需外加一定的电压U，此时，电压U的正端应接PN结的 A ， 负端应接PN结 B 。 A．P区B．N区 7、二极管的反向饱和电流主要与 B 有关。(当温度一定时，少子浓度一定，反向电流几乎不 随外加电压而变化，故称为反向饱和电流。) A．反向电压的大小B．环境温度C．制作时间D．掺入杂质的浓度 8、二极管的伏安特性曲线反映的是二极管 A 的关系曲线。 A．V D-I D B．V D-r D C．I D-r D D．f-I D 9、用万用表测量二极管的极性，将红、黑表笔分别接二极管的两个电极，若测得的电阻很 小（几千欧以下），则黑表笔所接电极为二极管的 C 。 A．正极B．负极C．无法确定 10、下列器件中， B 不属于特殊二极管。 A．稳压管B．整流管C．发光管D．光电管 11、稳压二极管稳压，利用的是稳压二极管的 C 。 A．正向特性B．反向特性C．反向击穿特性 12、稳压管的稳定电压V Z是指其 D 。
电子元器件的可靠性
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
电子元器件的可靠性（第一章：可靠性试验） ■何谓可靠性技术？ 可靠性技术究竟是什么。首先从这点开始做如下介绍。 可靠性技术也称为技术故障，是一项通过对产品故障发生的原因进行分析、评价并理解后，提高产品可靠性的技术。反过来说，也可以称之为制造故障技术。 ※故障产品与不合格产品的区别 ?不合格产品是指生产时就已经不合格的产品。 ?故障产品是指生产时为合格品，但因时间较长而变成不合格产品。 使合格产品成为不合格产品的过程，称为可靠性技术。 发生故障的原因，大致可分为以下3类。 ①产品本身存在的潜在因素(内因) ②因使用环境中的热度、湿度等外在因素(外因) ③自然老化 ■何谓故障？ 在前章节中，我们提到"可靠性技术也称为技术故障"，但实际上故障也分为很多种。以下是表示故障发生率与时间的相关性表格，称之为故障率曲线（浴盆曲线）。
产品随着时间变化，分为初期故障/偶发故障/磨耗故障3个阶段，其相应的故障产生原因也各不相同。 【初期故障】产品在使用早期发生的故障，随着时间的推移，故障率逐渐减少。其主因可能是由于潜在的缺陷，需要通过完善设计/甄选工程及零件筛选等措施预防故障发生。 【偶发故障】初期故障稳定后，会进入偶发故障阶段。主要是由于雷电、产品跌落等突发事件引起的，与时间推移无关，基本可以维持一定的故障率。我们的目标是通过预防生产工程上的偶发性缺陷以及控制使用环境的过度波动，使故障率接近于零。 【磨耗故障】偶发故障阶段后，随着时间的推移，故障率又会增加。此时的主要原因是由于产品磨耗、损耗引起的，也可视为产品使用寿命已尽。 如上所述，故障也分为几种，而其相应诱因也各不相同。为确保质量，如何正确判断其诱因，以及选择正确的验证方法（可靠性试验）尤为关键。 ■何谓可靠性试验？ 接下来对可靠性试验进行说明。可靠性试验是为预测从产品出厂到其使用寿命结束期间的质量情况。选定与市场环境相似度较高的环境应力后，设定环境应力程度与施加的时间，主要目的是尽可能在短时间内，正确评估产品可靠性。 其次，试验中有不同的试验项目。存在并非单一型应力，而是复合型环境应力的试验及以故障机理角度开发出来的试验方法等等。 下面列举若干与电子产品相关的主要的几种可靠性试验。
可靠性知识 可靠性工程技术简介 国际上，可靠性起源于第二次世界大战，1944年纳粹德国用V-2火箭袭击伦敦，有80枚火箭在起飞台上爆炸，还有一些掉进英吉利海峡。由此德国提出并运用了串联模型得出火箭系统可靠度，成为第一个运用系统可靠性理论的飞行器。当时美国诲军统计，运往远东的航空无线电设备有60℅不能工作。电子设备在规定使用期内仅有30℅的时间能有效工作。在此期间，因可靠性问题损失飞机2.1万架，是被击落飞机的1.5倍。由此，引起人们对可靠性问题的认识，通过大量现场调查和故障分析，采取对策，诞生了可靠性这门学科。 40年代萌芽时期： 现场调查、统计、分析，重点解决电子管可靠性问题。 50年代兴起和形成时期： 1952年美国成立了电子设备可靠性咨询组〔AGREE〕并于1957年发表了《军用电子设备可靠性》的研究报告，该报告成为可靠性发展的奠基性文件，对国际影响都很大，是可靠性发展的重要里程碑。 60年代可靠性工程全面发展时期： 形成了一套较为完善的可靠性设计、试验和管理标准，如MIL-HDBK-217、MIL-STD -781、MIL-STD-785。并开展了FMEA与FTA分析工作。在这十年中美、法、日、苏联等工业发达国家相继开展了可靠性工程技术研究工作。 70年代可靠性发展成熟时期： 建立了可靠性管理机构，制定一整套管理方法及程序，成立全国性可靠性数据交换网，进行信息交流，采用严格降额设计、热设计等可靠性设计，强调环境应力筛选，开始了三E革命〔ESS EMC ESD〕，开展可靠性增长试验及综合环境应力的可靠性试验。 80年代可靠性向更深更广方向发展时期： 提高可靠性工作地位，增加了维修性工作内容、CAD技术在可靠性领域中应用，开始了三C革命〔CAD CAE CAM〕，开展软件可靠性、机械可靠性及光电器件和微电子器件可靠性等的研究。最有代表性是美国空军于1985年推行了“可靠性与维修性2000年行动计划”〔R&M2000〕，目标是到2000年实现可靠性增倍维修性减半。在1991年海湾战争中“2000年行动计划”见到成效。 90年代可靠性步入理念更新时期： 在20世纪90年代，出现了新的可靠性理念，改变了一些传统的可靠性工作方法，一些经典理论也在被修改，甚至失效率的“浴盆曲线”也被质凝，最为典型的是英国空军发表的一篇题为《无维修使用期》的文章，在欧州乃
（电子行业企业管理）电子元器件的可靠性筛选
电子元器件的可靠性筛选 本文简述了电子元器件筛选的必要性，分析了电子元器件的筛选项目和应力条件的选择原则，介绍了几种常用的筛选项目和半导体的典型筛选方案设计。 随着工业、军事和民用等部门对电子产品的质量要求日益提高，电子设备的可靠性问题 受到了越来越广泛的重视。对电子元器件进行筛选是提高电子设备可靠性的最有效措施之一。可靠性筛选的目的是从一批元器件中选出高可靠的元器件，淘汰掉有潜在缺陷的产品。从广义上来讲，在元器件生产过程中各种工艺质量检验以及半成品、成品的电参数测试都是筛选，而我们这里所讲的是专门设计用于剔除早期失效元器件的可靠性筛选。理想的筛选希望剔除所有的劣品而不损伤优品，但实际的筛选是不能完美无缺的，因为受筛选项目和条件的限制，有些劣品很可能漏过，而有些项目有一定的破坏性，有可能损伤优品。但是，可以采用各种方法尽可能地达到理想状态。 1元器件筛选的必要性 电子元器件的固有可靠性取决于产品的可靠性设计，在产品的制造过程中，由于人为因素或原材料、工艺条件、设备条件的波动，最终的成品不可能全部达到预期的固有可靠性。在每一批成品中，总有一部分产品存在一些潜在的缺陷和弱点，这些潜在的缺陷和弱点，在一定的应力条件下表现为早期失效。具有早期失效的元器件的平均寿命比正常产品要短得多。电子设备能否可靠地工作基础是电子元器件能否可靠地工作。如果将早期失效的元器件装上整机、设备，就会使得整机、设备的早期失效故障率大幅度增加，其可靠性不能满足要求，而且还要付出极大的代价来维修。因此，应该在电子元器件装上整机、设备之前，就要设法把具有
0引言 电子技术的高速发展，集成电路的集成度越来越高，器件的尺寸相对变得越来越小，抵抗静电能力随之越来越弱。但是器件在生产、组装、贮存及运输等过程中，可能带来的静电却越来越多。静电放电无处不在，且其产生的高电压远远超出器件的耐压极限值，由此造成的器件可靠性问题越来越突出。因此，研究静电损伤的作用机理及静电敏感器件的失效的原理具有十分重要的作用。 1静电 1.1 静电的来源 静电是一种处于静止状态的电荷。在干燥和多风的秋天，在日常生活中，人们常常会碰到这种现象：晚上脱衣服睡觉时，黑暗中常听到噼啪的声响，而且伴有蓝光，见面握手时，手指刚一接触到对方，会突然感到指尖针刺般刺痛，令人大惊失色；早上起来梳头时，头发会经常“飘”起来，越理越乱，拉门把手、开水龙头时都会“触电”，时常发出“啪、啪、啪”的声响，这就是发生在人体的静电。 所谓静电，就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷（流动的电荷就形成了电流）。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花放电现象。例如北方冬天天气干燥，人体容易带上静电，当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。人会有触电的针刺感，夜间能看到火花，这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因。 通常物体上所带正负电荷相等而使物体呈电中性，因为某种原因使物体上电荷发生转移时，物体即变成带电体，所带电荷被绝缘体隔离起来不能与异性电荷相中和成为静电。当带静电的物体与大地之间存在导电通路时，这些电荷会通过导电通路释放，会引起通路的高电阻处发生结构性损伤。 物质是由原子组成的，而原子是由原子核和核外电子组成。电子所带的电荷是负电荷，而组成原子核的质子所带电荷是正电荷，组成原子核的中子不带电荷。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数相等，正负电荷平衡，所以对外表现出不带电荷的现象。由于材料表面电荷的不平衡引起静电荷，这种电荷的不平衡产生了可以测量的电场，该电场能够影响到远处的物体，此时我们说物体具有静电。静电放电是指在不同电势的两个物体之间静电电荷的转移。静电的电荷量依赖于物体的大小、形状、成分、表面特征和空气湿度等。 静电产生的方法有很多。最普通即两种物体相互摩擦而带电；导体或者电介质在静电场产生静电感应而带电，固体、流体及气体物质在相对运动、摩擦、挤压、研磨等过程中也可带电。人在活动过程中，衣服、鞋子以及所带用具均可因摩擦或接触分离过程而产生静电。如穿着塑料鞋在化纤地毯上行走时，人体静电电压可达近万伏。 摩擦生电是最常见的静电产生方式，当两种具有不同的电子化学势或费米能级的材料相互接触时，电子将从化学势高的材料向化学势低的材料转移。当接触后又快速分离时，总有一部分转移出来的电子来不及返回到他们原来所在的材料，
万方数据
万方数据
万方数据
万方数据
提高电子元器件使用可靠性的方法 作者：于迎， YU Ying 作者单位：中国电子科技集团公司第28研究所 刊名： 环境技术 英文刊名：ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY 年，卷(期)：2008，26(4) 被引用次数：0次 参考文献(4条) 1.陆延孝.郑鹏洲可靠性设计与分析 1995 2.GJB/Z 299B-1998.电子设备可靠性预计手册 1998 3.GJB/Z 35-1993.元器件降额准测 1993 4.杨吉祥数据域测试技术及仪器 1990 相似文献(10条) 1.会议论文张景源.韩勤军用电子元器件标准与军用电子元器件可靠性1998 该文依据军用电子元器件标准和规范对两种可靠性保证要求表征方法进行认真分析，对固有可靠性的评价方法提出了探索性意见。 2.期刊论文黄苏萍电子元器件可靠性与检测筛选-中国新技术新产品2010(4) 电子元器件是电子设备的基础,是保证电子设备高可靠的基本资源,其可靠性直接影响设备的工作效能的充分发挥.电子元器件是电子设备、系统的基础.随着电子技术的发展,电子元器件在设备中应用数量逐渐增多,对电子元器件的可靠性也提出了越来越高的要求.本文介绍了元器件可靠性的重要性及利用仪器设备对元器件的电参数特性曲线判断其早期失效. 3.会议论文牛付林.吴文章超声波检测技术在研究电子元器件可靠性的应用2003 超声波检测技术在进行电子元器件可靠性研究方面逐渐表现出了很大的优势,本文从超声波检测技术的原理说起,分析了该技术在保证电子元器件质量,提高产品可靠性方面的优势,通过大量的实验证明该技术必将有其广阔的应用前景. 4.会议论文彭苏娥.陈光炳电子元器件可靠性工艺控制技术探讨2001 本文根据我国电子元器件目前的生产情况,分析了制造过程产生工艺波动、影响产品质量与可靠性的原因,以及工艺因素与产品主要失效模式的相关性,并针对这些影响因素,探讨了在生产工艺上进行可靠性控制的技术和方法.为了更好地对元器件生产工艺实施全面、有效的控制,本文提供了进行产品可靠性工艺控制的基本程序供参考. 5.学位论文杨少华电子元器件的贮存可靠性研究2006 电子元器件贮存状态下的可靠性，对于“长期贮存，一次使用”的军用电子装备而言，具有重要意义。通过开展电子元器件的长期贮存试验，对其进行考核和评价，使之能为装备可靠性设计提供参考、依据和基础数据，是一项重要的任务。 首先，介绍了贮存状态下环境应力对电子元器件的影响。详细论述了热效应、化学效应、及辐射损伤等对器件的影响。器件内部材料的热不匹配是热应力产生的内因，贮存环境温度变化是外因。化学效应能对器件的外引线、封装、及芯片内部的金属化系统、金-铝接触、内引线等造成腐蚀。 其次，论述了电子元器件两种贮存可靠性评价的方法：自然贮存评价和加速应力评价，同时也详细介绍了本研究的试验方案。根据目前的试验结果，总结了失效率数据，同时也统计分析了器件在贮存期间性能变化，以及不同贮存地区之间非工作可靠性的差异。 第三，研究了电子元器件贮存状态下的失效模式和失效机理。试验结果表明，腐蚀、键合缺陷和贴装失效是造成器件非工作失效的主要原因。并根据试验中暴露的失效模，分析原因、提出了相应的设计改进措施，以提高其固有可靠性。 最后，试验数据的处理以及寿命预测方法的研究一直是本研究的难题，至今国内外没有成熟的方法和标准可以参考，这里借鉴了其他方法在预测上的应用，引入灰色系统理论和BP神经网络模型来处理试验数据，预测其贮存寿命。预测结果表明具有一定的准确性。这在寿命预测方法上进行了新的探索，但是它是建立在数据统计基础上的，应进一步考虑与失效物理模型的相结合。 6.期刊论文王芳萍.WANG Fang-ping某型航空用超期电子元器件的使用问题探讨-电子产品可靠性与环境试验2009,27(6) 长期以来,航空电子元器件的超期使用问题一直都是航空电子产品可靠性研究的一个重要课题.从元器件的固有可靠性和使用可靠性两个方面,对CBCB118双达林顿管在某型航空产品上的使用问题进行了分析和探讨. 7.会议论文杨丹.恩云飞.黄云电子元器件的贮存可靠性及评价技术2004 贮存可靠性是元器件可靠性研究的重要方面.阐述了国内外元器件的贮存可靠性研究现状,从应用性角度出发,对现场贮存、长期自然贮存试验、极限应力、加速贮存寿命试验等贮存可靠性评价技术进行了对比分析. 8.会议论文于迎提高电子元器件使用可靠性的方法2006 本文针对实际工作中元器件使用可靠性方面存在的问题,从电子元器件的选择与检测控制等方面总结了提高电子元器件使用可靠性的方法. 9.会议论文钟开云国内外军用电子元器件可靠性对比研究1998 该文在收集了16000多条国内外标准目录和几万条元器件性能对比的资料以及一万多年条器件失效数据的基础上，将元器件分成10大类125小类727种，并对主要元器件的性能测试方法、可靠性试验方法作了深入的分析对比，指出CJB、GB与MIL、或IEC的异同点；国产电子元器件与国外同类型产品性能上的差异；国产电子元器件的主要失效模式为击穿、表面损伤、参漂、接触不良、引线断裂等。该课题将有关数据资料按专题建立了数据库、数据库采用模块结构，其模糊查询的方法极大地方便了用户，采用编码的方式使数据库易于扩展。 10.学位论文余斌航天电子元器件质量保证体系研究2009 由于航天工业技术的发展，单一航天型号使用的电子元器件数量越来越多，航天型号使用的元器件的质量与可靠性要求也越来越高。随着我国电子元器件工业基础水平的逐步提高，生元器件产单位在元器件设计、原材料选用、工艺、生产制造等过程中的质量控制水平有所提高，电子元器件的固有质量有了显著提高。但是与当前航天型号高可靠的要求相比，目前国产电子元器件的质量与可靠性还不能完全满足航天型号的要求。因此，需要元器件
《微电子器件工艺》课程设计报告 班级：电子09-2 学号： 0906040206 姓名：高春旭 指导教师：白立春
N阱硅栅结构的CMOS集成电工艺设计 一．基本要求 设计如下电路的工艺流程 (1)设计上图所示电路的生产工艺流程: (2)每一具体步骤需要画出剖面图; (3)每一个步骤都要求说明,例如进行掺杂时,是采用扩散还是离子注入,需要 解释原因,又如刻蚀,采用的是干法刻蚀,还是湿法刻蚀,这类问题都须详细说明. (4)在设计时,要考虑隔离,衬底选择等问题. (5)要求不少于5页,字迹工整,画图清楚. 二、设计的具体实现 2.1 工艺概述 n阱工艺为了实现与LSI的主流工艺增强型/耗层型(E/D)的完全兼容，n 阱CMOS工艺得到了重视和发展。它采用E/D NMOS的相同的p型衬底材料制备NMOS器件，采用离子注入形成的n阱制备PMOS器件，采用沟道离子注入调整两种沟遭器件的阈值电压。 n阱CMOS工艺与p阱CMOS工艺相比有许多明显的优点。首先是与E/D NMOS工艺完全兼容，因此，可以直接利用已经高度发展的NMOS 工艺技术；其次是制备在轻掺杂衬底上的NMOS的性能得到了最佳化--保持了高的电子迁移率，低的体效应系数，低的n+结的寄生电容，降低了漏结势垒区的电场强度，从而降低了电子碰撞电离所产生的电流等。这个优点对动态CMOS电路，如时钟CMOS电路，多米诺电路等的性能改进尤其明显。
这是因为在这些动态电路中仅采用很少数目的PMOS器件，大多数器件是NMOS 型。另外由于电子迁移率较高，因而n阱的寄生电阻较低；碰撞电离的主要来源—电子碰撞电离所产生的衬底电流，在n阱CMOS中通过较低寄生电阻的衬底流走。而在p阱CMOS中通过p阱较高的横向电阻泄放，故产生的寄生衬底电压在n阱CMOS中比p阱要小。在n阱CMOS中寄生的纵向双极型晶体管是PNP型，其发射极电流增益较低，n阱CMOS结构中产生可控硅锁定效应的几率较p阱为低。由于n阱 CMOS的结构的工艺步骤较p阱CMOS简化，也有利于提高集成密度．例如由于磷在场氧化时，在n阱表面的分凝效应，就可以取消对PMOS的场注入和隔离环。杂质分凝的概念：杂质在固体-液体界面上的分凝作用 ~ 再结晶层中杂质的含量决定于固溶度→ 制造合金结（突变结）；杂质在固体-固体界面上也存在分凝作用 ~ 例如，对Si/SiO2界面：硼的分凝系数约为3/10，磷的分凝系数约为10/1；这就是说，掺硼的Si经过热氧化以后， Si表面的硼浓度将减小，而掺磷的Si 经过热氧化以后， Si表面的磷浓度将增高）。 n阱CMOS基本结构中含有许多性能良好的功能器件，对于实现系统集成及接口电路也非常有利。图A (a)和(b)是p阱和n阱CMOS结构的示意图。 N阱硅栅CMOS IC的剖面图 N离子注入 2.2 现在COMS工艺多采用的双阱工艺制作步骤主要表现为以下几个步骤：
电子元器件可靠性评价与试验--概述 一、可靠性评价 电子元器件的可靠性评价是指对电子元器件产品、半成品或模拟样片(各种测试结构图形),通过各种可靠性评价方法，如可靠性试验、加速寿命试验和快速评价技术等，并运用数理统计工具和有关模拟仿真软件来评定其寿命、失效率或可靠性质量等级。同时，利用可靠性筛选技术来评价产品是否合格，剔除早期失效的不合格品。 随着电子元器件可靠性的要求不断提高，电子元器件向超微型化、高集成化、多功能化方向更加迅猛的发展，对器件的可靠性评价技术日益为人们所关注。近年来，在这方面也相继取得了很多好的进展。以集成电路为例，如果沿用传统的可靠性试验来评价产品可靠性，对于集成度高、生产数量少、试验费用昂贵的器件产品，普遍感到有很大的困难。有的生产单位，开始采用加速寿命试验方法，可以缩短一些评价时间。后来，又采用晶片级可靠性(WLR) 评估技术，在生产过程中或封装前用测试结构样片进行可靠性评估，加强了生产过程的控制,使影响器件可靠性的各种因素在生产过程中得到了及时的排除和改进。最近，又开展了在研制设计阶段就开始针对产品可能存在的失效模式，在线路设计、版图设计、工艺设计和封装结构设计中进行可靠性设计，同时加强在线的可靠性质量控制，使可靠性评价技术逐渐由“输出”控制(成品控制)前移到了“输入”端的设计控制、生产过程控制，逐步建立了内建可靠性的概念，进一步实现了电子元器件的可靠性是“设计和制造进去，而不是靠筛选出来的”观念。 二、 8.1.1 可靠性评价 电子元器件的可靠性评价是指对电子元器件产品、半成品或模拟样片(各种测试结构图形),通过各种可靠性评价方法，如可靠性试验、加速寿命试验和快速评价技术等，并运用数理统计工具和有关模拟仿真软件来评定其寿命、失效率或可靠性质量等级。同时，利用可靠性筛选技术来评价产品是否合格，剔除早期失效的不合格品。 随着电子元器件可靠性的要求不断提高，电子元器件向超微型化、高集成化、多功能化方向更加迅猛的发展，对器件的可靠性评价技术日益为人们所关注。近年来，在这方面也相继取得了很多好的进展。以集成电路为例，如果沿用传统的可靠性试验来评价产品可靠性，对于集成度高、生产数量少、试验费用昂贵的器件产品，普遍感到有很大的困难。有的生产单位，开始采用加速寿命试验方法，可以缩短一些评价时间。后来，又采用晶片级可靠性(WLR) 评估技术，在生产过程中或封装前用测试结构样片进行可靠性评估，加强了生产过程的控制,使影响器件可靠性的各种因素在生产过程中得到了及时的排除和改进。最近，又开展了在研制设计阶段就开始针对产品可能存在的失效模式，在线路设计、版图设计、工艺设计和封装结构设计中进行可靠性设计，同时加强在线的可靠性质量控制，使可靠性评价技术逐渐由“输出”控制(成品控制)前移到了“输入”端的设计控制、生产过程控制，逐步建立了内建可靠性的概念，进一步实现了电子元器件的可靠性是“设计和制造进去，而不是靠筛选出来的”观念。 8.1.2 可靠性评价技术的进展 以集成电路可靠性评价技术为例。它在原有的可靠性试验、可靠性筛选、加速寿命试验等评价技术的基础上，又发展了晶片级可靠性评价方法、微电子测试结构评价方法、结构工艺质量认证评价方法、敏感参数快速评价方法、计算机辅助可靠性评价方法等。这些评价方法与传统方法相比，都有节省试验样品、缩短试验时间、减少试验费用的特点，都是为了适应当今超大规模集成电路的发展而出现的评价方法，各自都具有很强的发展潜力。下面对这些评价方法做些简要的介绍。
元器件使用可靠性技术综述 深圳市华为技术有限公司万玉喜518057 摘要:本文从电子元器件的使用过程中如何提高可靠性入手，阐述了如何提高元器件的使用可靠性，分别从器件的选型、可靠性设计、降额设计、使用中的静电防护、可靠性安装等方面分析了如何提高元器件的使用可靠性，阐述了提高元器件使用可靠性的途径和措施。（本文所指可靠性为广义可靠性） 关键词：电子元器件使用可靠性 1 引言 在元器件可靠性领域中，把避免使用不当造成元器件失效的技术称为使用可靠性技术，又称使用可靠性。它不同于电子元器件的固有可靠性，固有可靠性主要取决于产品的设计和制造。尽管器件固有可靠性逐年提高，使用器件的技术人员的素质也不断提高，但由于器件的结构复杂度和功能的增加，应用条件的多变，以及使用不当，使用失效在器件的总失效总数中占的比例一直为50%左右，由于设计问题造成失效的比例为元器件失效总数的30%左右。造成器件失效的主要原因有设计不合理、器件选型不当、运输和装调过程的静电损伤等。设计不合理主要表现为电路中的电浪涌、电路中缺少必要的保护电路以及热效应。本文分别从器件的选型、可靠性设计、降额设计、使用中的静电防护、可靠性安装等方面讨论了提高元器件使用可靠性的途径和措施。 2 元器件的使用可靠性技术 2.1元器件的正确选型 器件的正确选型是避免元器件在使用中失效的先决条件。要依据工程的需求和成本核算选择器件的质量等级。对于型号相同的器件，若质量等级不同，其工作条件（如电源电压的额定值）和环境条件（如工作环境温度范围）的适应性性出不同，在同一工作条件和环境条件下工作时，其寿命会有较大的差异。 特殊的工作条件和环境条件下使用的器件要进行特殊的采购。如在辐射能力的器件；在有静电产生的环境下工作的设备，应选择有相应抗静电能力的器件；在海洋性气候条件下工