[发明专利]一种基于概率物理的MOS场效应管寿命快速预测方法

权利要求书

1.一种基于概率物理的MOS场效应管寿命快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

对待测MOS场效应管样品进行高温加速试验，采集导通阻抗数据；

根据导通阻抗数据中的退化型数据构建加速退化模型，获得待测样品的伪寿命；

根据导通阻抗数据中的寿命型数据，结合待测样品的伪寿命，构建加速寿命预测模型；

将待预测的工作应力水平输入加速寿命预测模型中，获得待测MOS场效应管在工作应力下的使用寿命分布。

2.根据权利要求1所述的一种基于概率物理的MOS场效应管寿命快速预测方法，其特征在于，高温加速试验的试验应力水平不少于3个，且所有试验应力强度不超过MOS场效应管的极限工作应力，每个试验应力水平下样品的数量不少于3个；每个试验应力下的试验时间确定方法为：先估算出每个试验应力下的加速因子，然后用MOS场效应管在正常工作应力下的预期使用寿命分别除以各自的加速因子，得到MOS场效应管在各个试验应力下的预期热疲劳寿命，每个试验应力下的试验时间不少于对应预期使用寿命的三分之一。

3.根据权利要求1所述的一种基于概率物理的MOS场效应管寿命快速预测方法，其特征在于，所述退化型数据为导通阻抗数据中位于预设允许范围的导通阻抗值，构建加速退化模型的过程为：

将每个试验应力下每个样品的退化型数据输入到构建的退化模型中进行拟合，获得每个试验应力下每个样品对应的加速退化模型；退化模型表达式为：

y(t)＝at+b      (1)

其中t为测量时刻，为试验时间范围内任意一个时刻；a为导通阻抗的退化速率；b为MOS场效应管在初始时刻的导通阻抗；y(t)为样品在t时刻的导通阻抗；

将待测MOS场效应管导通阻抗的失效阈值作为y(t)输入每个试验应力下每个样品的加速退化模型中，计算测量时刻t，获得每个样品在每个试验应力下的伪寿命。

4.根据权利要求1所述的一种基于概率物理的MOS场效应管寿命快速预测方法，其特征在于，将导通阻抗数据中所有位于预设允许范围内的导通阻抗值对应的试验时间、样品总数和试验截止时间作为寿命型数据；构建加速寿命预测模型的具体过程为：

将部分试验应力下每个样品的伪寿命、样品总数和试验截止时间作为一组数据，同时将其他试验应力下每个样品的试验时间、样品总数和试验截止时间作为一组数据均输入MOS场效应管的可靠度函数中进行拟合，获得所有试验应力下的形状参数和尺度参数；

根据所有试验应力下的形状参数和尺度参数获得可靠度函数，表示为：

其中，m和η分别为形状参数和尺度参数；

根据所有试验应力下的形状参数计算形状参数平均值；

将形状参数平均值和所有试验应力下所有样品的伪寿命、试验时间、样品总数、试验截止时间输入可靠度函数进行重新拟合，获得所有试验应力下的新尺度参数；

将新尺度参数η’₁,η’₂,…,’η_z输入高温加速试验的加速模型进行拟合，获得加速寿命预测模型；

加速模型表达式为：

其中，t_L为产品特征寿命，将新尺度参数输入加速模型作为产品特征寿命；E_a为激活能；T为温度应力；k为波尔兹曼常数；C为常数。

5.根据权利要求4所述的一种基于概率物理的MOS场效应管寿命快速预测方法，其特征在于，将待预测的工作应力水平输入加速寿命预测模型中，获得待测MOS场效应管在工作应力下的使用寿命分布的具体过程为：

将待测样品的工作应力水平输入加速寿命预测模型中，获得工作应力水平下的预测形状参数；

将预测形状参数与新尺度参数代入可靠度函数，求解待测MOS场效应管在工作应力下的使用寿命分布。