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| 随着微电子技术以及电子封装技术的飞速发展,电子组件的热流密度越来越高,芯片级已达到300W/CM2,热应力的恶化对集成电路、电子组件等所造成的影响日益加剧,高温不仅会造成集成电路的可靠性下降,而且使由各类芯片、元器件所组成的组件级的电电路系统稳定性下降。据研究显示,与热应力有关的失效占集成电路失效的50%以上。所以,随着集成电路工艺尺寸的不断减小、电子组件的高密度化封装,他们的热流密度将会不断增大,由此而造成的热可靠性问题也变得越来越严重。电电子组件的可靠性预计的基础是对其所用电子元器件的可靠性预计。对于可靠性模型为串联结构的设备来说,设备上所有元器件失效率之和即为电子设备的失效率。如何获得元器件的失效率随应力变化的数据显得尤为重要,同时如何获得更加精确的应力数据更加值得研究与探索。为了研究如何获取精确的温度应力即器件的峰值结温,本文以微波组件为例,选取其中两类常用的关键器件InGaP/GaAs HBTs异质结双极性晶体管(HBT)和AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)为研究对象,讨论了器件的热生成机制及确定了热生成区的位置,对器件内部热传导和热耗散的形式做了讨论,最后建立器件的详细3D实体模型。分别利用有限元软件ANSYS WorkBench和器件仿真软件TCAD Silvaco对已确定的热生成区进行热仿真,以便得到更加精确的器件峰值结温。在得到峰值结温之后,在对电子组件内的各类电子元器件的失效率进行计算、分析之后将这些失效率相加就得到了整个微波组件的失效率；最后在上述工作的基础上,对其进行可靠性分析以及降额设计。这种通过仿真的形式,对电子元器件、组件的可靠性预计方法,对于电子产品设计初期的热降额设计将会有很高的参考价值。 |
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