可靠度・劣化機制
涵蓋電遷移、經時介電崩潰（TDDB）、偏壓溫度不穩定性（BTI）、熱載子效應與封裝可靠度等劣化機制及評估方法。可靠度確保晶片在長期使用下維持功能，並以加速試驗與故障分析加以驗證。
比較文章（3 篇）
- HTOL與預燒的差異兩者施加同樣的高溫、高電壓應力，但目的完全相反。預燒是在出貨前把早期不良揪出來剔除的篩選製程，以全數或抽樣方式實施，產出是「已剔除不良的出貨品」。HTOL 是推估磨耗故障何時到來的…
- 晶圓測試與最終測試的差異（半導體測試製程比較）晶圓測試與最終測試最大的差異在於「測試的時機」。晶圓測試（CP）是在封裝前的晶圓狀態下，以針測機量測各晶粒的電氣特性，在封裝前剔除不良晶粒，避免浪費封裝成本，並保證KGD（Know…
- HAST與PCT（壓力鍋試驗）的差異兩者都是在短時間內評估半導體封裝耐濕性的加速試驗，但條件不同。PCT在121℃・濕度100%的飽和水蒸氣（約2大氣壓）下進行，通常不施加電壓，用來檢查水分滲入造成的腐蝕或剝離。HA…
用語解說（32 個）
- 浴缸曲線與 FIT浴缸曲線是將故障率沿時間軸繪製時所呈現的浴缸形曲線，由早期故障期、隨機故障期、磨耗故障期3個階段構成。早期故障在出貨前以預燒（burn-in）剔除，隨機故障率以 FIT（每10億元…
- 加速模型（阿瑞尼斯定律）加速模型是將高溫、高電壓等嚴苛條件下短時間試驗的結果，換算為實際使用條件下壽命的數學式。基本的阿瑞尼斯定律以活化能 Ea 及試驗溫度、使用溫度求出加速因子。Ea 因劣化機制而異，若…
- HTOL（高溫操作壽命試驗）HTOL（高溫操作壽命試驗）是在約125℃、高於規定的電壓下連續運作約1,000小時，以推估一般使用時之壽命與FIT的加速壽命試驗。它與剔除早期失效的預燒（burn-in）目的不同…
- 預燒（Burn-in）預燒是在半導體元件出貨前，將其置於高溫、高電壓的加速應力環境中，刻意使早期失效顯現並加以剔除的品質保證製程。
- 電遷移電遷移是半導體晶片金屬導線中流過高密度電流時，金屬原子因電子動量傳遞而沿電流方向移動的現象，是積體電路主要的可靠度劣化模式之一。
- 應力遷移應力遷移（應力誘發空洞，SIV）是金屬導線中因機械應力而產生並成長空洞（void），導致導線或通孔斷線而失效的可靠度現象。與電流所造成的電遷移不同，其特點是即使不通電流也會發生，主…
- TDDB（時間相依介電崩潰）TDDB（時間相依介電崩潰）是對閘極絕緣膜持續施加電場時，經過一段時間後突然失去絕緣性而崩潰的可靠度劣化現象。它是決定電晶體壽命的代表性失效模式，在閘極絕緣膜持續薄化的先進節點中越…
- NBTI（負偏壓溫度不穩定性）NBTI（負偏壓溫度不穩定性）是在高溫下對pMOSFET持續施加負閘極電壓時，臨界電壓隨時間上升、驅動能力逐漸下降的可靠度劣化現象。它是決定長期運作之先進CMOS壽命與時序裕度的重…
- 熱載子注入（HCI）熱載子注入（HCI）是在電晶體汲極附近的強電場中被加速的高能量載子，衝入閘極絕緣膜並產生界面態或陷阱，使元件特性隨時間劣化的可靠度現象。隨著微縮使通道變短、電場增強而越趨明顯，因此…
- 溫度循環試驗（TCT）溫度循環試驗是讓元件在-55℃～+125℃等範圍內反覆往返，以評估其對熱膨脹差異所造成之機械應力耐受性的試驗。其目標不是電性劣化，而是結構破壞，對象包括焊點的疲勞裂紋、打線剝離與內…
- HAST（高加速應力試驗）HAST（高加速應力試驗）是在130℃、85%RH、約2大氣壓等高溫高濕且加壓的環境下，於短時間內評估濕度引起之劣化的試驗。加壓後即使超過100℃也能維持高濕度，將以往85℃/85…
- ESD耐受性試驗（HBM、CDM）ESD耐受性試驗是評估元件對靜電放電耐受性的試驗。主要模式有模擬人體接觸情境的HBM（100pF/1.5kΩ，微秒級），以及元件本身帶電後放電的CDM（低阻抗、奈秒級、數A）；在以…
- 閂鎖效應（Latch-up）閂鎖效應是指CMOS結構中寄生形成的pnpn閘流體意外導通，使電源與接地之間持續流過大電流而無法停止的現象。多數情況下會導致導線熔斷或晶片燒毀等不可逆的破壞。基本對策是密集配置井區…
- MSL（濕度敏感等級）MSL（濕度敏感等級）是依JEDEC規範，將表面黏著元件在組裝前可暴露於濕氣的時間（車間壽命，floor life）分為1～6級的指標。目的是防止「爆米花效應」：吸濕的封膠在260…
- 故障分析（FA）故障分析（FA）是分析不良元件以找出物理原因的工作；測試回答的是「是否不良」，FA 回答的則是「為什麼不良」。由非破壞性逐步進入破壞性分析，以 OBIRCH 或光發射顯微鏡鎖定不良…
- 可靠度試驗設備可靠度試驗設備是將半導體元件置於高溫、高電壓、溫度循環等應力條件下，進行預燒（Burn-in）試驗以加速並剔除早期故障，以及進行長期可靠度評估的設備。
- DPPM（測試漏失）DPPM（Defective Parts Per Million）是表示每出貨100萬個中不良品數量的品質指標，用以量化通過測試而流出到市場的測試漏失（test escape）。消…
- 小丘（Hillock）小丘（Hillock）是在鋁或銅等金屬導線表面形成的小丘狀突起。熱處理加熱時，熱膨脹比矽大的金屬膜受到壓縮應力，原子擴散並在表面隆起而形成。由於會造成與上下或相鄰導線短路，以合金化…
- 雪崩耐量（雪崩能量）雪崩耐量是指功率半導體承受超過耐壓的電壓而發生雪崩崩潰時，能在不損壞的情況下吸收的能量大小。這種情況容易在切斷線圈等電感性負載的電流時發生，元件須將線圈的能量½LI²以熱的形式承受…
- 短路耐受能力（短路耐受時間）短路耐受能力是指功率半導體因負載短路等原因同時承受高電壓與大電流時，能在不損壞的情況下承受的能力，以發生破壞前的時間（短路耐受時間tsc）表示。工業用IGBT一般約為10μs，Si…
- 拉線測試（拉力測試）拉線測試是將掛鉤掛在打線接合後的線弧上向上拉，檢查斷裂時的力量（拉力強度）與斷裂模式的接合品質測試。球脫落或第二焊點脫落等接合部剝離的斷裂代表接合不良。此測試規定於MIL-STD-…
- 推力測試（推球・推晶測試）推力測試是以工具從側面推動接合部使其剝離，透過推力強度與破壞模式檢查接合強度的測試。包括推動打線球形接合部的推球測試（JESD22-B116）、錫球的推力測試（JESD22-B11…
- 韋伯分布韋伯分布是表示產品或零件壽命差異的機率分布，累積故障率以F（t）＝1−exp［−（t／η）^β］表示。形狀參數β小於1代表早期故障型，等於1代表隨機故障型（指數分布），大於1則代表…
- 塑性變形塑性變形是指施力使物體變形後，即使移除外力也無法恢復原狀而殘留的變形，與彈性變形相對。在晶體中由差排的移動造成，矽在高溫下會發生塑性變形，因此熱處理中的熱應力或自重會產生滑移缺陷與…
- 腐蝕（Corrosion）腐蝕（corrosion）是金屬與水分、氧、離子、藥液等發生化學反應而溶解或轉變為氧化物的劣化現象。在半導體領域，鋁導線蝕刻後殘留氯造成的腐蝕、銅CMP後的電化腐蝕（galvani…
- 阿瑞尼斯圖（Arrhenius Plot）阿瑞尼斯圖是將反應或劣化速率的對數，對絕對溫度的倒數（1/T）作圖的圖表。遵循阿瑞尼斯方程式的現象會呈直線，可從其斜率求出活化能。在半導體中，用於整理擴散、氧化、CVD的溫度相依性…
- 柯肯達爾空洞（Kirkendall Void）柯肯達爾空洞是在2種金屬接觸的界面上，因原子擴散速率不同而累積空位所形成的微小空洞。在金線與鋁焊墊的接合，或銅電極與焊料的接合中，長時間置於高溫時會隨著介金屬化合物的成長而產生，造…
- 熱膨脹係數（CTE）熱膨脹係數（CTE）是溫度上升1℃時材料長度伸長的比例，以ppm/K表示。矽約2.6ppm/K、銅約17ppm/K、基板約14～17ppm/K，晶片與封裝材料的數值差異很大。這個差…
- 篩選（可靠度篩選）篩選（screening）意為「過篩、分選」，在半導體中是指對出貨前的產品施加應力或測試，剔除很快就會損壞的早期故障潛在品。包括預燒、電壓應力、溫度循環、IDDQ測試，以及剔除統計…
- 抽樣檢驗抽樣檢驗是從產品批次中抽取若干試樣進行檢驗，再依結果判定整批合格與否的方法。比全數檢驗更能減少人力與費用，以AQL（允收品質水準）為基準的抽樣方式已經標準化。在半導體中用於進料檢驗…
- PCT（壓力鍋試驗）PCT（壓力鍋試驗）是將半導體封裝置於如壓力鍋般加壓的高溫飽和水蒸氣（121℃・100%・約2大氣壓）中，在短時間內評估耐濕性的加速試驗。用以確認由樹脂滲入的水分所造成的焊墊腐蝕或…
- SILC（應力誘發漏電流）SILC（應力誘發漏電流）是在薄氧化層施加高電場後，即使在低電壓下流過的漏電流也會增加的現象。電性應力使膜中產生陷阱，電子經由陷阱穿隧而造成。它會使快閃記憶體的資料保存能力劣化，也…
最後更新：2026年10月8日