Способ разбраковки структур с @ - @ -переходом по чувствительности к импульсным электрическим перегрузкам

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s Н 01 1 21/66

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (Л

С:!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4858028/25 (22) 06.08.90 (46) 30,.12.92. Бюл. М 48 (71) Киевский научно-исследовательский институт микроприборов (72) С.М.Головизнин, Г.В.Кузнецов, И.А.Радзиевский и В, И. Стриха (56) Патент США

М 3371276, кл. G 01 R 31/28, 1967.

Патент США

М 4361724, кл. G 01 R 31/28, 1987.

Изобретение относится к области производства интегральных микросхем и полупроводниковых приборов, в частности к способам разбраковки полупроводниковых приборов и элементов ИС по чувствительности к импульсным,электрическим перегрузкам.

Известны способы разбраковки интегральных микросхем и полупроводниковых приборов, в частности р-и-переходбв микросхем по чувствительности к импульсным электрическим перегрузкам.

Известны неразрушающие методы определения чувствительности ИС к ИЭП (импульсным электрическим перегрузкам), основанные на быстром снижении амплитуды подаваемого на прибор импульса при появлении вторичного пробоя. При этом на. чало вторичного пробоя регистрируется по возникновению явлений, его сопровождающих, например. возникновению паразитных высокочастотных колебаний, Но при малых

„.,5U„„1785053 А1

2 (54) СПОСОБ РАЗБРАКОВКЙ СТРУКТУР С р- n - ПЕРЕХОДОМ ПО ЧУВСТВИТЕЛЬНО - СТИ К ИМПУЛЬСНЫМ 3JlEKTPN×ÅÑÊÈÌ

ПЕРЕГРУЗКАМ (57) Сущность изобретения: подают на каждый р-и-переход контрольной партии структур неразрушающий эталонный импульс.

Определяют отклик термочувствительного параметра на подачу эталонного импульса.

Определяют величину разрУшающего импульса для каждого р-п-перехода. Строят калибровочную зависймость. Определяют отклик термочувствительно)о параметра контролируемого р-и-перехода. По калибровочной зависимости проводят разбраковку.

2 ил. длительностях воздействующих импульсов схемы снижения подаваемого на переход напряжения не успевают сработать и р-ипереход либо разрушается полность|о, либо возникают дефекты, понижающие его надежность, поэтому этот способ не может {:ф строго считаться неразрушаащим Й приме- (Л нение его для неразрушающей сортировки С1 почувствительности к ИЭП является затруд- у нительным. Кроме того, этот способ требует выской точности йэмерейий и вследствие этого не обеспечивает достаточной достоверности результатов при применении в промышленности. в

Наиболее широко .применяют способ, основанный на определении параметров разрушающих импульсов путем воздействия импульсов со ступенчато возрастающей амплитудой, Амплитуда подаваемого импульса увеличивается до тех пор,пока не происходит отказ ИС или исследуемого р-иперехода. Испытания проводятся на стати1785053

20

35

50 стически достоверной выборке объектов испытаний. Полученные результаты усредняются и распространяются HG все приборы исследуемой конструкции. Таким образом осуществляется раэбраковка различных конструкций ИС и полупроводниковых приборов по категориям чувствительности к

ИЭП. Описанный способ не учитывает различия в чувствительности к ИЭП отдельных микросхем испытуемой конструкции, в то время как чувствительность к ИЭП для отдельных микросхем одинаковой конструкции может отлйчаться в несколько раз.

Также йедостатком этого способа является разрушение исследуемого образца. Все это не позволяет выбирать изделия с параметрами, соответствующими заданным требованиям по чувствительности к ИЭП.

Цель изобретения — повышение точности разбраковки.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в способе разбраковки р-ппереходов по чувствительности к импульсным электрическим перегрузкам, включающем определение величины раэруiuie0jего р-и-переход импульса с последующей разбра ковкой приборов по категориям качества, предусмотрены следующие отличия: выбирают величйну амплитуды эталонного импульса, заведомо не разрушающего р-п-переход, выбирают контрольную партию структур для определения калибровочной зависимости, подают на каждую структуру из контрольной партии эталонныи импульс, определяют отклик термочувствительного параметра на подачу эталонного импульса, падают на ту же структуру импульсы со ступенчато-возрастающей амплитудой до разрушения р-и-перехода, определяют калибровочную зависимость величины. отклика термочувствительного параметра от величины амплитуды импульса. разрушающего р-п-переход, затем подают эталонный импульс на каждую контролируемую структуру с р-и-переходом, определяют . отклик термочувствительного параметра и проводят разбраковку контролируемых структур по калибровочной зависимости.

Техническая сущй ость и редложе н ного способа поясняется чертежом, на котором на фиг, 1 показана схема для измерения величин изменений термочувствительных параметров на однократных импульсах, где

1 — исследуемый переход, 2 — ограниченное сопротивление, 3 — токосъемное сопротивление, 4 — измеритель напряжения на исследуемом переходе. 5 — измеритель напряжения пропорционального току через

Ф т переход 5, 6 — генератор импульсов, на фиг. 2 приведена калибровочная зависимость,где Ж/-изменение напряжения лавинного пробоя под действием эталонного импульса.

Чр — амплитуда разрушающего импульса, измеренная с помощью известного способа пошагового увеличения амплитуды импульса до разрушения р-п-.ïåðåõîäà.

Предлагаемый способ может быть реализован с использованием в качестве измерительного прибора осциллографа с запоминанием. При этом на одну пару отклоняющих пластин осциллографа подают сигнал, пропорциональный току через переход. а на другую пару пластин —. сигнал, пропорциональный напряжению на переходе (фиг. 1).

Способ осуществляют следующим образом. На партии исследуемых приборов типа 140УД6, для которых отказ при электроперегрузках вызывается разрушением входного р-п-перехода, определяют величину амплитуды разрушающего импульса путем подачи импульсов со ступенчато возрастающим значением амплитуды с шагом увеличения 50 В. При импульсе с амплитудой равной 500 В, входной р-и-переход разрушается, что контролируется на ПНХТ1 (прибор наблюдения характеристик транзисторов) на вольт-амперной характеристике. Значение эталонного импульса выбирают равным 100 В, так как из предыдущего следует, что при данной амплитуде входной р-и-переход не разрушается. На каждую структуру из контрольной партии не менее 10 приборов, обеспечива-. ющую получение достоверной выборки данных, подают эталонные импульсы, определяя величину отклика напряжения пробоя входного р-и-перехода. Затем на каждом приборе определяют амплитуду разрушающего импульса путем подачи импульсов со ступенчато-возрастающей амплитудой до разрушения входного р-и-перехода в соответствии с 0СТ 11

073.013-83 (Микросхемы интегральные, Методы испытаний, Метод 502-1) и строят зависимость величины отклика напряжения пробоя от величины амплитуды импульса, разрушающего р-и-переход. Указанная зависимость является калибровочной для разбраковки приборов данного типа. При раэбраковке рабочих партий приборов на каждый прибор подают эталонный импульс, определяют величину отклика на ряжения пробоя и проводят разбраковку по категориям качества соответственно калибровочной зависимости. Категории качества

1785053

Фиг аоо

500

200 ю Я а\/

„Фиг.2

Составитель С.Головизнин

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор A.Êîçoðèý

Редактор

Заказ 4369 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 определяют исходя из требований заказчика по величине амплитуды разрушения.

Использование предлагаемого способа позволит улучшить показатели качества полупроводниковых приборов, s частности уменьшить число отказов полупроводниковых приборов у потребителя эа счет отбраковки потенциально-ненадежных. Кроме того, заявляемый способ позволяет проводить неразрушающие исследования параметров приборов. ответственных за качество. например, чувствительности к

ИЭП, условий теплоотвода. чувствительйости к температуре, в зависимости от технологических и конструктивньгх особенностей и на основании полученных данных улучшать надежность и качество полупроводниковых приборов. ЭкономичеСкий эффект может быть получен за счет уменьшения числа отказов при использовании заявляемого способа для отбраковки потенциально-ненадежных изделий и за счет повышения качества изделий при использовании результатов исследования изделий посредством заявляемого способа для изменения их конструктивных или технологических характеристик.

Формула изобретения

Способ раэбраковки структур с р-и-переходом по чувствительности к импульсным электрическим перегрузкам, включающий

5 определение амплитуды разрушающего ри-переход импульса на контрольной партии структур, отличающийся тем, что, с целью повышения точности разбраковки, выбирают амплитуду эталонного импульса, 10 заведомо не разрушающей р-п-переход,, подают на каждую структуру из контрольной партии эталонный импульс, определяют отклик термочувствител ьного параметра на подачу эталонного импульса, подают на ту

15 же структуру импульсы со ступенчато возрастающей амплитудой до разрушения р-и-перехода, получают калибровочную зависимость отклика термочувствительного параметра от амплитуды импульса, раэру20 шающего р-и-переход. затем подают атал он н ый импульс на каждую. контролируемую структуру с р-п-переходом, определяют отклик термочувствительного параметра и проводят раэбраковку контро25 лируемых структур по калибровочной зависимости.