课程介绍
1. 以硅分立器件和集成电路为主，讲解器件的失效机理与分析方法，及其在实际设计、制造和使用过程中出现的可靠性问题。
2. 简要介绍可靠性数学基础、各种可靠性试验、可靠性评价，生产过程中的质量管理与控制。
3. 简要介绍当前国际上可靠性领域中的新进展，如内建可靠性、可靠性模拟及失效分析新技术等内容。
课程大纲
《器件可靠性与失效分析》课程教学大纲
一、课程编码：050114
课内学时： 32 学分： 2
二、适用学科专业：电子科学与技术，电子信息
三、先修课程：本科《半导体工艺原理》（或《集成电路工艺原理》）、《电力半导体器件原理与设计》（或《功率器件与集成》）及《半导体集成电路》（或《集成电路设计技术》）
四、教学目标
通过本课程的学习，掌握并理解半导体分立器件和集成电路常见的失效模式与失效机理，提升学生对器件失效问题的分析能力及可靠性设计能力，培养学生崇尚科学、刻苦钻研的精神；熟悉可靠性试验，器件标准化、质量及可靠性管理等知识，培养学生尊重客观规律、规范自身行为的意识，以便在实际制造、测试及使用过程中保证器件的可靠性。
五、教学方式
课堂讲授、小组讨论、课后调研、参观学习相结合，课堂教学采用多媒体方式。
六、主要内容及学时分配
1. 绪论可靠性与失效分析概述 2学时
1.1 可靠性研究与失效分析的目的与意义
1.2 可靠性与失效分析工作的研究内容
1.3 可靠性研究的现状与新进展
【思政点】：结合目前行业技术需求，讲解本专业技术高级人才的匮乏与企业产品的可靠性现状，激发学生学习积极性和专业使命感；通过讲解可靠性工程实例，使学生认识到器件的可靠性都是细节问题，细节决定成败，并结合自身的感受进行讨论。
2. 可靠性数学基础 2学时
2.1 可靠性的特征量及其数学表征
2.2 常用的概率分布
2.3 可靠性框图和数学模型
2.4 分布的检验
【思政点】：结合目前产品可靠性特征量分布及主要指标的数学表征，讲解可靠性框图和数学模型的重要性及其用途和规范化要求，鼓励学生探索是事物发展所遵循的规律，培养学生发现问题、分析问题并解决问题的能力。
3 失效物理 10学时
3.1 表面失效机理
3.1.1 氧化层中的电荷
3.1.2热载流子效应
3.2 体内失效机理
3.2.1 栅氧击穿
3.2.2 热电效应
3.2.3 闩锁效应
3.2.4 静电放电
3.2.5辐射与软误差
3.3 电极与封装系统的失效机理
3.2.1 金属化
3.3.2 芯片焊接
3.3.3键合及封装
【思政点】：通过讲解目前常用器件的失效模式及失效机理，阐明掌握失效物理基础知识的重要性，鼓励学生深入探究器件失效的新机理，培养学生崇尚科学、刻苦钻研的精神。
4 失效分析技术 4学时
4.1 失效模式分布与失效模型
4.2 失效分析的内容与程序
4.3 失效分析仪器与工具
4.4 失效分析技术与辅助检测技术
4.5 失效分析实例
【思政点】：通过介绍目前行业常用的产品失效分析技术和手段，讲解针对不同类型器件如何选择与应用失效分析方法，引导学生要具体问题具体分析，找出解决问题的正确方法，开拓学生的知识面和专业视野。
5 可靠性设计 4学时
5.1 可靠性的设计技术
5.2 可靠性的分析技术
5.3 可靠性模拟
5.4 内建可靠性
【思政点】：通过介绍器件的可靠性设计与分析技术，培养学生设计器件时需要在可靠性和性能之间进行折衷的意识，提高学生分析问题与解决问题的能力。
6 工艺可靠性 4学时
6.1 工艺可靠性技术概述
6.2 工艺参数监测技术
6.3 PPM技术
6.4 统计过程控制(SPC)技术
6.5 工艺控制技术
【思政点】：通过介绍器件制造工艺的可靠性，培养学生精益求精的工匠精神，以及在成本、性能及可靠性之间进行折衷的经济决策思想。
7 可靠性试验 4学时
7.1 环境试验
7.2 机械试验
7.3 寿命加速试验*
7.4 其他可靠性试验简介
7.5 可靠性筛选试验
7.6 抽样理论
7.7 数据处理与方案制定方法
【思政点】：通过讲解如何选择可靠性试验种类、条件及方法，使学生认识到可靠性试验的重要性及必要性，分析个体和集体的差异，尊重客观规律，服从集体利益。
8 使用可靠性与可靠性管理 4学时
8.1 元器件的合理选用与安装
8.2 微电路的额定值和降额使用
8.3 可靠性标准化与可靠性的管理
8.4 常见器件的失效原因与形貌
8.5 防护用的元器件与缓冲电路
【思政点】：结合目前器件使用过程中的可靠性问题，讲解器件使用规范的重要性，引导学生规范自身行为，服从学校相关规定和要求；结合行业对企业产品的可靠性管理方法，使学生体会到科学管理的重要性。
七、考核与成绩评定
学习考核方式：期末考试+课程报告。
最终成绩评定：期末考试占60~70%，课程报告占30~40%。
八、参考书及学生必读参考资料
1. 史保华, 贾新章, 张德胜. 微电子器件可靠性. 西安：西安电子科技大学出版社，2005
2. 付桂翠, 陈颖, 张素娟等.电子元器件可靠性技术教程.北京: 北京航空航天大学出版社, 2010
3. 王彩琳. 电力半导体新器件及其制造技术. 北京：机械工业出版社，2015
4. (德) Josef Lutz等. Semiconductor Power Devices Physics, Characteristics, Reliability. Germany: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011
5. (德)Wintrich A, Nicolai U, Tursky W, et al. Application Manual Power Semiconductors. ISLE-Verlag, 2011
6. (美)Lall.P., Pecht.M.G., Hakim,E.B., 贾颖等译. 温度对微电子和系统可靠性的影响. 北京:国防工业出版社，2008
7. 姚立真. 可靠性物理. 北京：电子工业出版社，2004
8. 庄奕琪.《电子设计可靠性工程》，西安电子科技大学出版社，2014
9. 恩云飞, 来萍, 李少平.《电子元器件失效分析技术》,电子工业出版社，2015
10. 贾新章，游海龙等.《统计过程控制理论与实践》,电子工业出版社，2017
11. 近三年国内外期刊或国际会议文献资料。
九、撰写人：王彩琳
学习目标
1. 认识器件可靠性与失效分析在工程应用中的重要性；
2. 掌握器件的失效机理与失效分析方法，并能进行简单的可靠性设计和分析；
3. 了解器件失效分析程序及失效分析的主要手段；熟悉器件设计、制造和使用过程中的有关可靠性问题；
4. 学会用可靠性环境来考虑具体的可靠性工程问题，在实际中能找出产品失效根源，从而提出解决产品失效问题的方法以及提高产品的可靠性措施。
学习要求
1. 具备功率半导体器件、半导体工艺原理等基础知识；
2. 具备半导体集成电路、工艺等基础知识。
考核标准
期末考试占60-70%；
报告成绩占40-30%。
教材教参
1. 史保华，贾新章，张德胜.《微电子器件可靠性》,西安电子科技大学出版社,2005-12-7
2. 王彩琳. 电力半导体新器件及其制造技术. 机械工业出版社，2015-7-1
3. 付桂翠,陈颖,张素娟等.《电子元器件可靠性技术教程》, 北京航空航天大学出版社,
2010-07-01
