图解入门 半导体器件缺陷与失效分析技术精讲

本书共分为4章，内容包括半导体器件缺陷及失效分析技术概要、硅集成电路(LSI)的失效分析技术、功率器件的缺陷及失效分析技术、化合物半导体发光器件的缺陷及失效分析技术。笔者在书中各处开设了专栏，用以介绍每个领域的某些方面。在第2~4章的末尾各列入了3道例题，这些例题出自日本科学技术联盟主办的“初级可靠性技术者”资格认定考试，题型为5选1，希望大家可以利用这些例题来测试一下自身的水平。
本书的读者包括：半导体器件工艺及器件的相关技术人员，可靠性技术人员，失效分析技术人员，试验、分析、实验的负责人，以及大学生、研究生等。因此，罗列的内容层次从基础介绍到最新研究，覆盖范围较广。

山本秀和，北海道大学研究生院工学研究科电气工学博士。在三菱电机从事Si-LSI及功率器件的研究开发。现任千叶工业大学教授，从事功率器件和功率器件产品的分析技术研究。曾任北海道大学客座教授、功率器件赋能协会理事、新金属协会硅晶体分析技术国际标准审议委员会委员长、新金属协会半导体供应链研究会副委员长等。
上田修，东京大学工学部物理工学博士。1974—2005年，在富士通研究所(股份有限公司)从事半导体中晶格缺陷的分析以及半导体发光器件、电子器件劣化机制阐明的研究。2005—2019年，在金泽工业大学研究生院工学研究科任教授。现为明治大学客座教授。
二川清，大阪大学研究生院基础工学研究科物理系工学博士。在NEC和NEC电子从事半导体可靠性和失效分析技术的实际业务和研究开发。曾任大阪大学特聘教授、金泽工业大学客座教授、日本可靠性学会副会长等职。现任芝浦工业大学兼职讲师。

李哲洋，博士生导师，研究员，现任怀柔实验室北京智慧能源研究院资深技术专家。毕业于南京大学物理学院，获微电子与固体电子学博士学位，主要研究方向为宽禁带半导体材料与器件。曾先后就职于中国电子科技集团公司第五十五研究所、瀚天天成电子科技(厦门)有限公司和南京大学。主持完成国内首条碳化硅外延研发线建设，率先在国内实现了外延材料国产化替代；实现了国内第一条产业级碳化硅外延片生产线的建成及运行，推动了国内碳化硅外延片的产业化进程。
于乐，博士，副研究员，毕业于南京大学电子科学与工程学院电子科学与技术专业。曾就职于华润微电子有限公司和南京大学，主要从事半导体器件的工艺研究。目前在北京智慧能源研究院从事碳化硅外延技术相关工作。
汪久龙，毕业于中科院半导体研究所材料工程专业，硕士学位。目前在北京智慧能源研究院从事碳化硅外延材料生长工艺开发工作。

我国系统科学与工程奠基人钱学森院士有一句话:“产品的可靠性是设计出来的，生产出来的,管理出来的。”当前，我国半导体产业正处于高速发展态势，产品可靠性的持续提升尤为重要。这本译著的出版恰好能够满足当前半导体产业对于可靠性设计理论与实践的迫切需求。该书由日本可靠性技术丛书编辑委员会主编，系统地介绍了半导体器件的缺陷和失效分析技术。本书集合了二川清、上田修、山本秀和等日本学术和产业界一线专家的科研成果和技术工作经验，分别从“硅集成电路”“功率器件”和“化合物半导体发光器件”三个应用方向进行了深入浅出的阐释。这本书能够为半导体产业链上各环节从业人员提供理论知识与技术参考，也能够为质量管理体系各层次人员开展可靠性培训提供丰富的案例素材。
中国电子科技集团公司第五十五研究所 研究员—李赟

该书笔者对于半导体器件故障中的常见问题：半导体器件中的缺陷、失效分析技术概要，硅集成电路。。。。的失效分析技术，功率器件的缺陷、失效分析技术，化合物半导体发光器件的缺陷、失效分析技术等部分内容，在书中针对性地开设了专栏，用以对每个领域进行技术分析。该书的特色之处是在第2章到第4章的末尾各列入了3道例题。该书对半导体器件工艺及器件的相关技术人员，可靠性技术人员，失效分析技术人员，试验、分析、实验的负责人，其他全体技术人员，以及大学生、研究生等具有重要的参考价值，对于学习日本半导体可靠性方面的先进经验亦具有一定的参考意义，予以推荐。
西安电子科技大学微电子学院研究员 博士生导师—郭辉

半导体器件是半导体产业的核心和基础，在其研发、生产、使用过程中发生器件失效是不可避免的。因此，如何对失效器件进行有效且准确的物理分析，提供相应的解决方案，对改善和提升半导体器件可靠性显得越来越重要。失效分析与故障诊断是一门发展中的新兴学科，对产品的生产和使用都具有重要的意义。这是一本介绍半导体器件故障分析技术的专业书籍，涉及面广，内容详实，从工程实际角度为国内从事半导体器件相关产业的从业者提供了有益的指导和借鉴。
电子科技大学集成电路科学与工程学院教授 博士生导师—邓小川

前言
第1章 半导体器件缺陷及失效分析技术概要/
1.1失效分析的定位/
1.2缺陷分析的定位/
1.3用于缺陷及失效分析的分析工具概要/
专栏:NANOTS的成立与更名/
第1章参考文献/
第2章 硅集成电路(LSI)的失效分析技术/
2.1失效分析的步骤和近8年新开发或普及的技术/
2.2封装部件的失效分析/
2.3芯片部件失效分析过程和主要失效分析技术一览/
2.4芯片部件的无损分析方法/
2.5芯片部件的半破坏性分析/
2.6物理和化学分析方法/
专栏:应该如何命名?/
第2章练习题/
第2章缩略语表/
第2章参考文献/
第3章 功率器件的缺陷及失效分析技术/
3.1功率器件的结构和制造工艺/
3.2由晶圆制造工艺引起的器件缺陷及失效分析技术/
专栏:晶圆背面状态对工艺的影响/
3.3由芯片制造工艺引起的器件缺陷及失效分析技术/
专栏:碱金属的加速氧化/
3.4由模块制造工艺引起的设备缺陷及失效分析技术/
3.5功率器件的其他分析技术/
专栏:增大用于功率器件的晶圆直径/
第3章练习题/
第3章参考文献/
第4章 化合物半导体发光器件的缺陷及失效分析技术/
4.1化合物半导体发光器件的工作原理和结构/
4.2化合物半导体发光器件的可靠性(以半导体激光器为例)/
4.3化合物半导体发光器件的可靠性测试/
4.4化合物半导体发光器件缺陷及失效分析的基本技术/
4.5化合物半导体发光器件缺陷及失效分析流程图/
专栏:高速增长的VCSEL市场，可靠性没问题?不!/
第4章练习题/
第4章缩略语表/
第4章参考文献/
作者介绍/
练习题答案

本书讲述的半导体器件包括硅集成电路(LSI)、功率器件和化合物半导体发光器件。表现不佳半导体器件分为次品器件(在制造工艺中出现缺陷)和失效器件(在使用中或者可靠性实验过程中出现故障)。
本书的读者包括：半导体器件工艺及器件的相关技术人员，可靠性技术人员，失效分析技术人员，试验分析、实验的负责人，以及大学生、研究生等。
因此，罗列的内容层次从基础介绍到最新研究，覆盖范围较广。
3名执笔人员分别(或同时)具有在企业工作和在大学进行研究、教学的经验，在编写工作的分配上充分考虑了3人各自的工作经验。
整体构成及LSI相关由二川负责，功率器件相关由山本负责，化合物半导体发光器件相关由上田负责。
书中多处列有专栏，用于解释说明，希望有助于读者加深对本行业的理解。
另外，在第2~4章的末尾各列入了3道问题，这些问题出自日本科学技术联盟主办的“初级可靠性技术者”资格认定考试，题型为5选1，希望大家可以利用这些问题来测试一下自身水平。
最后，向爽快答应本书企划的可靠性技术丛书编辑委员会的各位同仁、石田新先生等日科技联出版社的各位同仁，以及耐心负责本书编辑工作的木村修先生致以真诚的谢意。