Verplicht in fase
Eerste semester
Beide semesters
Niet ingericht
Dit jaar
Volgend jaar
Wisselende jaren
Extern
Voorwaarden
Identieke opleidingsonderdelenBetrouwbaarheid en yield van geïntegreerde elektronische componenten (B-KUL-H03O3A)
Croes Kristof (coördinator) | N. Doelstellingen
De meeste technisch-wetenschappelijke opleidingen zijn georiënteerd naar het ontwerp van nieuwe producten en technologieën en de fundamentele wetenschappen die aan de basis liggen van deze produkten en technologieën. Hoe producten of technologieën falen, de fysische processen tot faling en manufacturing aspecten zoals yield worden zelden behandeld.
De bedoeling van deze cursus is daarom in de eerste plaats om de studenten bewust te maken van het toenemend belang van kwaliteit en betrouwbaarheid en van manufacturing aspecten van geïntegreerde elektronische componenten. In de tweede plaats is het de bedoeling om de studenten vertrouwd te maken met de basisconcepten en methodes van betrouwbaarheid en yield. Ook de rol en het belang van defecten in halfgeleidertechnologie worden benadrukt. Deze leeractiviteit is bedoeld om de studenten de theoretische concepten bij te brengen via hoorcolleges en begeleide zelfstudie.
Op het einde van de cursus verwachten we dat de student de volgende kennis en vaardigheden heeft verworven:
- de student moet de basisbegrippen en definities van betrouwbaarheidswetenschappen kennen en kent begrippen zoals betrouwbaarheid, falers, falingsmode, falingsmechanisme, intrinsieke en extrinsieke falers, falingssnelheid, MTTF, badkuipcurve, …
- de student kent de statistiek van betrouwbaarheidswetenschappen: cumulatieve falingsfunctie, betrouwbaarheidsfunctie, de verschillende falingsdistributies (Exponentieel, Weibull, Normaal, lognormaal, bimodale verdelingen), …
- de student kan falingsdata verwerken: ranking, censoring en fitting van falingsdata, hij kan maximum likelihood extractie doen van falingsdistributies, …
- de student kent de principes van versnelde betrouwbaarheidstesten, screening, vermoeidheidstesten, …
- de student kent de basisbegrippen en definities van yield en yield modellen (Poisson, Murphy, Seeds, Gamma yield)
- de student begrijpt de elementen die yield loss veroorzaken (design, proces, defect gerelateerd) en kan yield analyses maken
- de student heeft inzicht verworven in het verband tussen yield en early failure reliability en begrijpt de relatie met latente defecten
- de student heeft een grondige kennis verworven van een van de 5 klassen van falingsmechanismen: A) Oxide betrouwbaarheid, B) Time-Dependent-Dielectric-Breakdown (TDDB), C) Massa transport gerelateerde falings mechanismen, D) Electrostatic Discharge (ESD) en E) Variabiliteit en betrouwbaarheid van VLSI technologieën
Begintermen
Basics worden aangeboden in H08T5A Electronic Components, Circuits and Sensors, H06F2A Semiconductor Physics and H06F0B Semiconductor Devices
De cursus bouwt verder op H06F0B Semiconductor Devices, H06G4A Materials Physics and Technology for Nanoelectronics and H06G0A Technology of Integrated systems
Volgtijdelijkheidsvoorwaarden
Je moet voldoen aan een volgtijdelijkheidsvoorwaarde om dit opleidingsonderdeel te mogen opnemen. Volgtijdelijkheid kan STRENG of SOEPEL zijn of een GELIJKTIJDIGHEID inhouden. Ook kan een diplomaNIVEAU als voorwaarde gesteld zijn.
Verklaring:
STRENG: Om dit opleidingsonderdeel op te nemen, moet je geslaagd zijn voor of een tolerantie ingezet hebben voor de opleidingsonderdelen waarvoor dit soort voorwaarde geldt.
SOEPEL: Om dit opleidingsonderdeel op te nemen, moet je de opleidingsonderdelen waarvoor dit soort voorwaarde geldt, gevolgd hebben.
GELIJKTIJDIG: Om dit opleidingsonderdeel op te nemen, moet je ook de opleidingsonderdelen waarvoor dit soort voorwaarde geldt, opnemen of al opgenomen hebben.
NIVEAU: Om dit opleidingsonderdeel op te nemen, moet je ten minste deze graad behaald hebben.
GELIJKTIJDIG (H05K6A)
Bovenstaande codes van opleidingsonderdelen stemmen overeen met onderstaande omschrijvingen van die opleidingsonderdelen:
H05K6A : Materiaalfysica en technologie voor nano-elektronica
Identieke opleidingsonderdelen
Dit opleidingsonderdeel is identiek aan de volgende opleidingsonderdelen:
H06E4A : Reliability and Yield for Micro- and Nanoelectronic Components
Plaats in het onderwijsaanbod
- Master in de nanowetenschappen, nanotechnologie en nano-engineering (Leuven) 120 sp.
- Master in de nanowetenschappen, nanotechnologie en nano-engineering (Leuven) (Optie nanofysica engineering) 120 sp.
- Master in de nanowetenschappen, nanotechnologie en nano-engineering (programma voor industrieel ingenieurs of master industriële wetenschappen - aanverwante richting) (Leuven) (Optie nanofysica engineering) 120 sp.
Onderwijsleeractiviteiten
0.6 sp. Betrouwbaarheid en yield van geïntegreerde elektronische componenten: oefeningen en practica (B-KUL-H03M0a)
NederlandsWerkvorm: Opdracht
10 uren
Tweede semesterN. Inhoud
Er zijn 5 oefensessies
Twee oefensessies worden gebruikt als supervisie-sessie ter voorbereiding van de presentaties over een van de 5 falingsmechanismen die behandeld zullen worden
Tijdens een oefensessie zullen de statistische methodes voor reliability data verwerking aan bod komen
Twee oefensessie worden beruikt om berekeningen te maken over versnelde testen. Voor deze twee sessies wordt een geschreven rapport verwacht.
Studiemateriaal
Papers, handboek hoofstukken, handouts en slides worden verdeeld via Toledo
Toelichting werkvorm
Studenten worden begeleid om een van de falingsmechanismen te presenteren
Daarnaast worden studenten geoefend in de methodes aangeleerd in de cursus
2.4 sp. Betrouwbaarheid en yield van geïntegreerde elektronische componenten: hoorcollege (B-KUL-H03O3a)
NederlandsWerkvorm: OpdrachtTweede semesterN. Inhoud
Het eerste deel van de cursus wordt gedoceerd via 5-6 klassieke hoorcolleges:
- Basisconcepten en methodes van betrouwbaarheid worden aangebracht: basisdefinities en terminologie, de badkuipcurve, impact van scaling, classificatie van falingsmechanismen, statistische methodes, betrouwbaarheidsfuncties, falingssnelheid, systeembetrouwbaarheid, actieve redundantie, betrouwbaarheidsverdelingsfuncties, analyse van falingsdata (ranking, censoring, maximum likelihood fitting), versnelde testen, screening, betrouwbaarheidspredictie, …
- Basisconcepten van yield in de micro-elektronica worden besproken: definities van yield, verband tussen yield en kost, mechanismen van yieldverlies, yieldmodellen, defect clustering, kritische chip oppervlakte, defectmodellen, yieldelementen, design, redundantie, structurele yieldproblemen, defect gerelateerde yield, contaminatie, verband yield en betrouwbaarheid, latente defecten, …
In het tweede deel worden de belangrijkste falingsmechanismen in de micro-elektronica in detail bestudeerd: A) Oxide betrouwbaarheid, B) Time-Dependent-Dielectric-Breakdown (TDDB), C) Massa transport gerelateerde falingsmechanismen, D) Electrostatic Discharge (ESD) en E) Variabiliteit en betrouwbaarheid van VLSI technologieën
Dit tweede deel wordt ingestudeerd via begeleide zelfstudie. Daarbij wordt aan de studenten gevraagd om een falingsmechanisme te bestuderen aan de hand van teksten en papers. Gedurende de 5 overblijvende colleges worden deze 5 falingsmechanismen gepresenteerd door de studenten, onder supervisie van de docent.
Studiemateriaal
Handouts en cursusnota's
Teksten en papers over de falingsmechanismen
Toelichting werkvorm
Het eerste deel van de cursus worden gedoceerd via 5-6 klassieke hoorcolleges.
Het tweede deel wordt ingestudeerd via begeleide zelfstudie. Daarbij wordt aan de studenten gevraagd om een falingsmechanisme te bestuderen en om dit te presenteren aan de andere studenten onder supervisie van de docent.
Evaluatieactiviteiten
Evaluatie: Betrouwbaarheid en yield van geïntegreerde elektronische componenten (B-KUL-H23O3a)
Toelichting
De theoretische lessen zullen ondervraagd worden tijdens een open boek examen. Dit deel omvat 50% van de totale score. Dit examen checkt inzichten en bestaat uit een aantal praktische applicaties van de methodes besproken tijdens de lessen en de oefensessies.
De andere 50% bestaat uit de presentaties. Zowel de presentatie zelf als de actieve deelname aan de presentaties van de andere studenten en de actieve deelname aan de oefensessies zullen in rekening gebracht worden.
Toelichting bij herkansen
De score van de presentatie wordt behouden en de score op het examen zelf kan veranderen tijdens de tweede examenkans.