本书被列入集成电路新兴领域“十四五”高等教育教材。

全书共7章，以硅微电子器件为中心，在介绍可靠性基本概念、梳理可靠性基本理念的基础上，重点介绍微电路可靠性设计技术、可靠性的工艺保证要求和控制方法、微电路可靠性试验与评价，以及支撑这些技术的可靠性数学、可靠性物理和失效分析技术。

本书同时介绍了氮化镓器件的主要失效机理和可靠性设计对策。

本书提供了重要工艺技术视频，读者可扫码观看。

本书可作为集成电路和设计与集成系统、微电子科学与工程专业的本科生和研究生教材，也可作为从事芯片设计、集成电路制造、可靠性试验和失效分析等集成电路领域的工程技术人员的参考书。

前辅文
第1章 可靠性概述
  1.1 可靠性定义和基本概念
   1.1.1 可靠性的定义及对其的解读
   1.1.2 与可靠性相关的名词术语
   1.1.3 浴盆曲线
  1.2 可靠性等级划分以及研制应用过程对可靠性的影响
   1.2.1 器件可靠性定量评价
   1.2.2 器件可靠性等级划分
   1.2.3 器件研制应用全过程对可靠性的影响
  1.3 基于可靠性基本理念的可靠性保证与评价技术
   1.3.1 保证/评价产品质量可靠性常规方法存在的问题
   1.3.2 关于质量可靠性的基本理念
   1.3.3 保证和评价产品可靠性的技术途径
  1.4 本书内容安排
  思考题与习题
第2章 可靠性数学
  2.1 可靠性的数量特征
   2.1.1 失效概率密度f（t）与F（t）以及R（t）的关系
   2.1.2 失效率λ（t）与可靠度R（t）的关系
   2.1.3 寿命与可靠度R（t）的关系
   2.1.4 总结：可靠性各主要特征量之间的关系
  2.2 微电子器件常见的失效分布
   2.2.1 正态分布
   2.2.2 对数正态分布
   2.2.3 威布尔分布
   2.2.4 指数分布
   2.2.5 描述计点值数据的泊松分布
   2.2.6 描述计件值数据的二项分布
  2.3 试验数据的描述与分布参数提取
   2.3.1 直方图
   2.3.2 概率纸与经验累积分布函数
   2.3.3 基于试验数据的分布参数点估计
   2.3.4 分布拟合与参数提取
  2.4 可靠性模型
   2.4.1 可靠性框图与可靠性模型
   2.4.2 串联系统模型
   2.4.3 并联系统模型
   2.4.4 混联系统
  思考题与习题
第3章 可靠性物理
  3.1 栅氧化层的经时击穿（TDDB）
   3.1.1 氧化层电荷
   3.1.2 隧穿电流与TDDB
   3.1.3 TDDB模型
   3.1.4 TDDB试验评价
  3.2 热载流子注入（HCI）
   3.2.1 HCI对器件性能的影响
   3.2.2 HCI模型
   3.2.3 应对HCI的LDD结构
  3.3 负偏压温度不稳定性
   3.3.1 NBTI机理和特点
   3.3.2 NBTI模型
   3.3.3 针对NBTI的改进措施
  3.4 电迁移（EM）
   3.4.1 EM物理过程分析
   3.4.2 EM模型
   3.4.3 抗电迁移的措施
  3.5 CMOS电路的闩锁效应
   3.5.1 闩锁效应物理过程
   3.5.2 闩锁效应检测
   3.5.3 抑制闩锁效应的途径
  3.6 静电放电损伤
   3.6.1 ESD与ESD损伤相关概念
   3.6.2 ESDS分级与ESD试验
   3.6.3 ESD防护措施
  3.7 氮化镓器件电应力退化机理
   3.7.1 关态应力下的退化
   3.7.2 开态应力下的退化
   3.7.3 电流崩塌效应
   3.7.4 高温反偏（HTRB）效应
   3.7.5 射频应力下的退化
  3.8 辐射效应
   3.8.1 辐射环境
   3.8.2 辐射效应
   3.8.3 氮化镓器件的总剂量效应
   3.8.4 氮化镓器件的位移损伤效应
   3.8.5 氮化镓器件的单粒子效应
  3.9 软错误
   3.9.1 软错误产生机理
   3.9.2 软错误的影响因素
   3.9.3 如何应对软错误
  3.10 水汽的危害
   3.10.1 水汽的来源与作用
   3.10.2 铝布线的腐蚀
   3.10.3 外引线的腐蚀
   3.10.4 电特性退化
   3.10.5 改进措施
  思考题与习题
第4章 失效分析
  4.1 失效分析的意义和作用
   4.1.1 失效的基本类型
   4.1.2 失效分析的目的和意义
   4.1.3 失效分析技术
   4.1.4 失效分析技术面临的挑战
  4.2 微电子器件主要失效模式及失效机理
   4.2.1 失效模式与失效机理
   4.2.2 主要失效机理的影响
  4.3 失效分析的一般程序
   4.3.1 失效分析的基本内容
   4.3.2 失效分析的一般流程
  4.4 微分析技术
   4.4.1 X射线透视
   4.4.2 扫描声学显微镜分析
   4.4.3 聚焦离子束系统
   4.4.4 扫描电子显微镜及X射线能谱仪分析
   4.4.5 俄歇电子能谱仪
   4.4.6 二次离子质谱
   4.4.7 透射电子显微镜分析
   4.4.8 显微红外热像仪
   4.4.9 光发射显微镜分析
   4.4.10 内部气氛分析
  4.5 微电子器件典型失效分析案例
   4.5.1 塑封料与芯片界面分层导致焊点拉脱失效
   4.5.2 静电和过电（ESD/EOS）损伤导致击穿失效
   4.5.3 热设计不当导致芯片焊接脱落
   4.5.4 内引线键合点腐蚀失效
   4.5.5 管壳烧结空洞导致热烧毁失效
  思考题与习题
第5章 可靠性设计
  5.1 可靠性设计基本概念
   5.1.1 微电路可靠性设计技术
   5.1.2 微电路可靠性设计的特点
  5.2 电路级可靠性设计技术
   5.2.1 降额设计
   5.2.2 简化设计
   5.2.3 冗余设计
   5.2.4 灵敏度分析
   5.2.5 最坏情况分析与鲁棒性设计
   5.2.6 动态设计
   5.2.7 蒙特卡洛分析与成品率分析
  5.3 可靠性模拟
   5.3.1 可靠性模拟的作用
   5.3.2 基于可靠性模拟的电路寿命预计
   5.3.3 电路特性退化的可靠性模拟
  思考题与习题
第6章 可靠性的工艺保证
  6.1 可靠性工艺保证的含义与关键技术
   6.1.1 “可靠性工艺保证”的基本概念
   6.1.2 “可靠性工艺保证”的关键技术
  6.2 工艺参数监测技术
   6.2.1 概述
   6.2.2 监测方块电阻的测试图
   6.2.3 测量金属-半导体接触电阻的测试图
   6.2.4 标准评价电路SEC
   6.2.5 提取可靠性特征参数的TCV
   6.2.6 PM测试图的使用与数据处理
  6.3 Cpk评价与6σ设计
   6.3.1 工序能力与工序能力指数Cp
   6.3.2 实际工序能力指数Cpk
   6.3.3 Cpk的应用以及微电路工艺特殊Cpk计算问题
   6.3.4 6σ设计
  6.4 试验设计（DOE）与工艺优化
   6.4.1 DOE的含义和实施流程
   6.4.2 确定关键因子
   6.4.3 “最优”条件范围的搜索
   6.4.4 试验设计与工艺试验
   6.4.5 建立工艺模型
   6.4.6 工艺条件优化
  6.5 统计过程控制（SPC）
   6.5.1 SPC与控制图
   6.5.2 确定控制限的“3σ法则”
   6.5.3 工艺过程受控/失控的判断规则
   6.5.4 常规控制图
   6.5.5 适用于微电路生产的特殊控制图
  思考题与习题
第7章 可靠性试验与评价
  7.1 可靠性试验概述
   7.1.1 可靠性试验的作用与关键问题
   7.1.2 微电子器件可靠性试验标准
   7.1.3 单项试验项目作用与分类
  7.2 可靠性筛选
   7.2.1 集成电路筛选试验的作用与要求
   7.2.2 筛选试验的优化
   7.2.3 基于威布尔分布拟合的老炼时间优化
  7.3 鉴定与质量一致性检验
   7.3.1 “鉴定”与“质量一致性检验”关系
   7.3.2 GJB548规定的“鉴定与质量一致性检验”试验项目
   7.3.3 GJB7400规定的TCV评价
  7.4 加速寿命试验与数据处理
   7.4.1 加速寿命试验
   7.4.2 指数分布情况寿命/失效率的评价
   7.4.3 基于威布尔分布的累积失效概率评价
   7.4.4 可靠性模型参数的优化提取
  7.5 抽样技术
   7.5.1 抽样检验作用和风险
   7.5.2 接收概率与抽样特性
   7.5.3 抽样方案的制订
   7.5.4 计量值抽样方法
  7.6 集成电路出厂产品质量评价
   7.6.1 微电路参数一致性筛选
   7.6.2 成品率与失效模式分布波动性评价与筛选
   7.6.3 出厂产品平均质量水平PPM评价
  思考题与习题
参考文献