GaAs HBT-TaN HEMT器件的熱生成機制及其熱性能仿真與可靠性分析.pdf

1、隨著微電子技術(shù)以及電子封裝技術(shù)的飛速發(fā)展，電子組件的熱流密度越來越高，芯片級已達到300W/CM2，熱應力的惡化對集成電路、電子組件等所造成的影響日益加劇，高溫不僅會造成集成電路的可靠性下降，而且使由各類芯片、元器件所組成的組件級的電路系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。據(jù)研究顯示，與熱應力有關(guān)的失效占集成電路失效的50％以上。所以，隨著集成電路工藝尺寸的不斷減小、電子組件的高密度化封裝，他們的熱流密度將會不斷增大，由此而造成的熱可靠性問題也變得越來越嚴重

2、。
　　 電子組件的可靠性預計的基礎是對其所用電子元器件的可靠性預計。對于可靠性模型為串聯(lián)結(jié)構(gòu)的設備來說，設備上所有元器件失效率之和即為電子設備的失效率。如何獲得元器件的失效率隨應力變化的數(shù)據(jù)顯得尤為重要，同時如何獲得更加精確的應力數(shù)據(jù)更加值得研究與探索。
　　 為了研究如何獲取精確的溫度應力即器件的峰值結(jié)溫，本文以微波組件為例，選取其中兩類常用的關(guān)鍵器件InGaP/GaAs HBTs異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管(HBT)和AlG

3、aN/GaN高電子遷移率晶體管(HEMTs)為研究對象，討論了器件的熱生成機制及確定了熱生成區(qū)的位置，對器件內(nèi)部熱傳導和熱耗散的形式做了討論，最后建立器件的詳細3D實體模型。分別利用有限元軟件ANSYS WorkBench和器件仿真軟件TCAD Silvaco對已確定的熱生成區(qū)進行熱仿真，以便得到更加精確的器件峰值結(jié)溫。
　　 在得到峰值結(jié)溫之后，再對電子組件內(nèi)的各類電子元器件的失效率進行計算、分析之后將這些失效率相加就得到了整