山東大學(xué)微電子器件及可靠性研究取得突破進(jìn)展
近日，山東大學(xué)以苗慶海教授為學(xué)術(shù)帶頭人的科研團(tuán)隊(duì)在“微電子器件及其可靠性”研究方向取得突破性進(jìn)展，應(yīng)用MQH算法，建立了基于電學(xué)測(cè)量方法的“微電子器件熱譜分析方法”。
該成果的選題來(lái)源于困擾微電子學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)國(guó)際性科技難題，即用電學(xué)方法測(cè)量微電子器件芯片溫度分布不均勻性的難題。國(guó)際電工委員會(huì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IEC 60747-7和美國(guó)軍標(biāo)MIL-STD-883E是國(guó)際上普遍采用的關(guān)于測(cè)量微電子器件結(jié)溫的兩大系列標(biāo)準(zhǔn)，英國(guó)的BS IEC 60747-7、中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4587-94 和“中華人民共和國(guó)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn) 微電子器件試驗(yàn)方法和程序”GJB548A－96是國(guó)際上采用這兩大系列標(biāo)準(zhǔn)的典型代表。這五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算公式都把不均勻的結(jié)溫分布不得不當(dāng)作均勻來(lái)處理才能計(jì)算出結(jié)溫，IEC 60747-7還特別聲明“請(qǐng)注意，此測(cè)量方法作了這樣的假設(shè)：當(dāng)晶體管耗散功率時(shí)，結(jié)溫分布是均勻的，并且和校準(zhǔn)晶體管時(shí)的溫度相同。這個(gè)假設(shè)可能是不成立的。”針對(duì)這個(gè)難題，對(duì)于被密封在體內(nèi)看不見(jiàn)、摸不著的半導(dǎo)體芯片，苗慶海教授以發(fā)現(xiàn)的“小電流過(guò)趨熱效應(yīng)”為突破口，應(yīng)用MQH算法，建立了基于電學(xué)測(cè)量方法的“微電子器件熱譜分析方法”，較圓滿地解決了這一國(guó)際性難題。
該項(xiàng)研究成果還從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面證明了國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC 60747-7中的原理性錯(cuò)誤，并就這一發(fā)現(xiàn)致電國(guó)際電工委員會(huì)，國(guó)際電工委員會(huì)分管半導(dǎo)體分立器件的主席Annie Delort女士回信表示接納建議，感謝苗慶海教授等人對(duì)IEC 60747-7的貢獻(xiàn)。
該項(xiàng)研究先后得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等多次立項(xiàng)資助，有關(guān)成果已通過(guò)相關(guān)部門鑒定，并聯(lián)合中國(guó)電子科技集團(tuán)第十三研究所共同設(shè)計(jì)生產(chǎn)出了有關(guān)半導(dǎo)體器件可靠性分析儀。
目前，山東大學(xué)以苗慶海教授為學(xué)術(shù)帶頭人的“微電子器件及其可靠性研究”課題組現(xiàn)正在深度和廣度上進(jìn)一步研究“微電子器件熱譜分析方法”，同時(shí)向?qū)嵱没⒐I(yè)化方向邁步，并爭(zhēng)取使其納入國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)行列。
該成果的選題來(lái)源于困擾微電子學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)國(guó)際性科技難題，即用電學(xué)方法測(cè)量微電子器件芯片溫度分布不均勻性的難題。國(guó)際電工委員會(huì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IEC 60747-7和美國(guó)軍標(biāo)MIL-STD-883E是國(guó)際上普遍采用的關(guān)于測(cè)量微電子器件結(jié)溫的兩大系列標(biāo)準(zhǔn)，英國(guó)的BS IEC 60747-7、中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4587-94 和“中華人民共和國(guó)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn) 微電子器件試驗(yàn)方法和程序”GJB548A－96是國(guó)際上采用這兩大系列標(biāo)準(zhǔn)的典型代表。這五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算公式都把不均勻的結(jié)溫分布不得不當(dāng)作均勻來(lái)處理才能計(jì)算出結(jié)溫，IEC 60747-7還特別聲明“請(qǐng)注意，此測(cè)量方法作了這樣的假設(shè)：當(dāng)晶體管耗散功率時(shí)，結(jié)溫分布是均勻的，并且和校準(zhǔn)晶體管時(shí)的溫度相同。這個(gè)假設(shè)可能是不成立的。”針對(duì)這個(gè)難題，對(duì)于被密封在體內(nèi)看不見(jiàn)、摸不著的半導(dǎo)體芯片，苗慶海教授以發(fā)現(xiàn)的“小電流過(guò)趨熱效應(yīng)”為突破口，應(yīng)用MQH算法，建立了基于電學(xué)測(cè)量方法的“微電子器件熱譜分析方法”，較圓滿地解決了這一國(guó)際性難題。
該項(xiàng)研究成果還從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面證明了國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC 60747-7中的原理性錯(cuò)誤，并就這一發(fā)現(xiàn)致電國(guó)際電工委員會(huì)，國(guó)際電工委員會(huì)分管半導(dǎo)體分立器件的主席Annie Delort女士回信表示接納建議，感謝苗慶海教授等人對(duì)IEC 60747-7的貢獻(xiàn)。
該項(xiàng)研究先后得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等多次立項(xiàng)資助，有關(guān)成果已通過(guò)相關(guān)部門鑒定，并聯(lián)合中國(guó)電子科技集團(tuán)第十三研究所共同設(shè)計(jì)生產(chǎn)出了有關(guān)半導(dǎo)體器件可靠性分析儀。
目前，山東大學(xué)以苗慶海教授為學(xué)術(shù)帶頭人的“微電子器件及其可靠性研究”課題組現(xiàn)正在深度和廣度上進(jìn)一步研究“微電子器件熱譜分析方法”，同時(shí)向?qū)嵱没⒐I(yè)化方向邁步，并爭(zhēng)取使其納入國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)行列。
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