Взаимосвязь физической и информационной энтропий в теории надежности для наноразмерных элементов

Взаимосвязь физической и информационной энтропий в теории надежности для наноразмерных элементов

Современные наноструктуры и наноматериалы, используемые в составе электронной компонентной базы, характеризуются высокой степенью гетерогенности и неравновесности. Во время работы прибора при термических, электрических и других воздействиях его характеристики ухудшаются в результате протекания физико-химических процессов. Вопросы обеспечения сбоеустойчивости и безотказной работы наноприборов в условиях автономного функционирования стоят чрезвычайно остро и требуют существенного развития математического аппарата в теории надежности. В работе рассмотрен физико-статистический подход к проблеме надежности наноприборов, в частности от фрагментов СБИС до уровня компонентной базы. Даны более точные формулировки при решении основного уравнения данного подхода. Получено решение в квадратурах для одномерного стационарного случая. Обоснованы наиболее значимые именно для наноприборов преимущества предлагаемого подхода перед традиционным подходом физики отказов. При этом отмечено сходство формальности физико-статистического подхода и специфики испытаний современных наноприборов с классической BAZ-моделью. Показано, что на основе динамики функции распределения изделий в пространстве их характеристик могут быть получены как эволюция функции надежности, так и эволюция информационной энтропии. Обсуждены слабые и сильные стороны гипотезы о связи информационной энтропии такого распределения (на основе испытаний) с физической энтропией наноприбора. Предложенный подход в теории надежности сочетает в себе преимущества физического подхода, опирающегося на конкретику механизмов деградации, и статистического подхода, использующего функцию надежности.
Владислав Сергеевич Кожевников
АО «Научно-исследовательский институт молекулярной электроники», г. Москва, Россия
Игорь Валерьевич Матюшкин
Институт проблем проектирования в микроэлектронике Российской академии наук, г. Москва, Россия; Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
Николай Владимирович Черняев
АО «Научно-исследовательский институт молекулярной электроники», г. Москва, Россия
Татьяна Дмитриевна Жукова
Институт проблем проектирования в микроэлектронике Российской академии наук, г. Москва, Россия
Поделиться