отзыв оппонента Николаева В.Н. (Методы ускоренных испытаний сверхбольших интегральных микросхем на надежность)

отзывофициального оппонента д.т.н., профессора Николаева ВасилияНиколаевича на диссертационную работу Дорошевича ПавлаВикторовича на тему «Методы ускоренных испытанийсверхбольших интегральных микросхем на надежность»,представленную на соискание ученой степени кандидататехнических наук по специальности 05.02.23 - «Стандартизация иуправление качеством продукции»Представленная на отзыв диссертация состоит из введения, четырех глав,заключения, списка литературы. Содержание работы изложено на 109 страницахтекста, включает в себя 8 рисунков, 14 таблиц, список литературы из 92наименований.Выбраннаядиссертантомтемаисследованиявесьмаактуальна.Существующие методы ускоренных испытаний на безотказность и наработку доотказа разработаны применительно к микросхемам с проектными нормами 2, 3 мкми более. В настоящее время предприятиями разрабатываются сверхбольшиеинтегральные схемы (СБИС) с размерами элементов 0,6-0,13 мкм и менее.

В связис этим возникает необходимость в исследованиях по определению энергииактивации, механизмов отказов и разработке метода ускоренных испытаний набезотказность и наработку до отказа для СБИС с размерами элементов 0,6-0,13мкм. Проблемы определения возможных видов и причин отказов указанных СБИС,уточнения методов ускоренных и экспериментальных испытаний в части режимови планов контроля, определения энергии активации актуальны и востребованы всовременном микроэлектронном производстве.

Поэтому автором была поставленацель провести экспериментальные испытания, определить энергию активации,разработать метод ускоренных испытаний на безотказность и наработку до отказаСБИС с проектными нормами 0,6 - 0,13 мкм и менее.В первой главе автором проведен анализ и рассмотрены результатыиспытаний СБИС на безотказность, наработку до отказа и электротермотренировку(ЭТТ). На основании выполненного анализа установлено, что при испытаниях на1/у.

У- ЮС 04/м -or 09.06.безотказность (3000 ч.), ускоренных испытаний на наработку до отказа приповышенной температуре у СБИС с проектными нормами 0,6-0,13 мкм и менеепосле ЭТТ отказы отсутствуют.Также в главе рассмотрены возможные методы ускоренных испытаний СБИС:-методы расчетно-экспериментального прогнозирования надежности наэтапе разработки;- оценка надежности микросхем методом физико-технической экспертизы;- оценка надежности по моделям механизмов отказов;- оценка интенсивности отказов по результатам испытаний;-методы контроля качества и надежности микросхем путем анализаэлементного состава характеристик материалов и микросхем;- прогнозирование показателей надежности на основе ускоренных испытанийтестовых структур;- прогнозирование интенсивности отказов сверхбольших интегральных схемпо результатам электротермотренировки.»В результате проведенного анализа определен основной воздействующийфакторнаСБИС-температура,проведеноуточнениеускоренныхиэкспериментальных методов применительно к СБИС.Во второй главе автором подробно рассмотрены возможные виды и причиныотказов СБИС по кристаллу, фотолитографическим процессам, диффузии, ионнойимплантации, металлизации и контактам,пассивации, соединению кристалл-вывод, креплению кристалла к корпусу, герметизации, примесным эффектам иперенапряжению.Рекомендации, которые даны авторомотказовпозволяютпроводитьуточнениепо устранению возможных причинтехнологическогопроцессадляповышения надежности СБИС.Чтобы получить достоверную информацию о надежности СБИС, автор особоевнимание уделил физике отказов.Проанализированы следующие типы отказов:- связанные с кристаллом;- в выводах и соединениях;- связанные с герметизацией;2- вызываемые внешними условиями и перенапряжениями.На основании проведенного автором анализа установлено, что необходимопроведение экспериментальных испытаний по определению энергии активации,механизмовотказовмикросхемпри различных температурах,являющейсяосновной характеристикой при проведении ускоренных испытаний.Автором рассмотрены и уточнены методики определения значения энергииактивации:-по накопленным данным;-на основе параллельных испытаний выборок в различных условиях;-по результатам испытаний со ступенчато возрастающей нагрузкой;-по результатам ЭТТ при случайно возрастающей нагрузке.По результатам анализа установлено, что значение энергии активациицелесообразно определить путем проведения параллельных испытаний выборок вразличных режимах с последующей обработкой результатов испытаний.В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследованийСБИС.Результаты испытаний сверхбольших интегральных схем свидетельствуют отом, что имеют место изменение (деградация) параметров.

По результатамиспытаний рассчитаны значения энергии активации для СБИС с проектныминормами 0,6-0,09 мкм.Следует особо отметить проработанность этой части исследования. Дляпроведения испытаний автором отобраны более 1000 шт. СБИС. Результатыпроведенных испытаний СБИС свидетельствуют о том, что среднее значение дляэнергии активации на 0,1-0,15 эВ больше, чем значение энергии активации длямикросхем с проектными нормами 2,3 мкм и более.В четвертой главе автором предложен метод ускоренных испытаний набезотказность и наработку до отказа СБИС для проектных норм 0,6-0,13 мкм именее, который включает:- определение коэффициента ускорения отказов сверхбольших интегральныхсхем;- определение границ области допустимого форсирования;- определение констант ускорения п и а в моделях коэффициента ускоренияот тока и напряжения;-определение энергии активации на основе параллельных испытанийвыборок в различных режимах.Предложенный метод позволит сократить сроки и стоимость проведенияускоренных испытаний порядка 30 %.В заключении Дорошевич П.В.

корректно обобщил результаты проведенныхим исследований, показав их актуальность, научную новизну и практическуюзначимость.В целом в результате решения актуальной научной задачи автором полученряд новых научных результатов:1 Определена энергия активации для СБИС с проектными нормами 0.6-0.13мкм и менее.2 Разработан метод ускоренных испытаний СБИС на безотказность инаработку.Практическая ценность работы состоит в разработке методических основкачества и надежностисверхбольших интегральных микросхем, позволяющихпроводить ускоренную оценку их надежности.

Результаты работы реализованы встандарте по методам ускоренных испытаний СБИС, которая будет широкоприменятьсянапредприятияхмикроэлектроннойотрасли.разработанного методического аппарата обеспечит значительноеРеализациясокращениесроков и снижение стоимости оценки качества СБИС.Достоверность полученных автором научных результатов определяетсякорректным использованием положений теоретических основ надежности иматематической статистики, общей теории конструирования и проектирования,методовматематическогомоделированияиподтверждаетсяадекватностьюполученных решений экспериментальным данным.Результаты диссертационного исследования опубликованы в 7 научныхтрудах в ведущих рецензируемых всероссийских изданиях, входящих в переченьВАК РФ.Диссертация написана научным языком, материал изложен четко ипоследовательно с использованием современной терминологии.

Авторефератдиссертации соответствует её основному содержанию, характеристике полученных4результатов исследований в обобщенной форме.Вместестем,несмотрянаобщееположительноевпечатлениеодиссертационной работе, имеются и недостатки работы. В качестве недостатковнеобходимо отметить следующие моменты:1 Автором четко не сформулирована решаемая научная задача.2 В диссертациив качестве научной новизны приведено проведениеиспытаний СБИС, что само по себе не несет научной новизны.3Автором не предложенырекомендации для ускоренных испытаний набезотказность и наработку до отказа для других групп однородной продукции.Несмотря на отмеченные в отзыве замечания, в целом представленная нарецензирование диссертационная работа Дорошевича П.В. является законченнойнаучно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных авторомнаучных исследований решена актуальная научная задача- разработкаметодаускоренной оценки надежности сверхбольших интегральных микросхем.Считаю,чтодиссертациясоответствуеттребованиямВАКРоссии,предъявляемым к кандидатским диссертациям, а автор - Дорошевич ПавелВикторович заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наукпоспециальности05.02.23-«Стандартизацияиуправлениекачествомпродукции».ГлавныйнаучныйсотрудникФилиалаФГБУ «46 ЦНИИ» Минобороны России,доктор технических наук, профессор(141006,Московскаяобл.,г.Мытищи,ул.Индустриальная, д.З, корп.

2, кв.119, тел. 8- (903)5.