Способ разделения полупроводниковых приборов по надежности
Владельцы патента RU 2258234:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" (RU)
Проводят измерение интенсивности шума полупроводникового прибора при нормальных условиях. Затем воздействуют 5-10 импульсами электростатического разряда обоих полярностей. Величину потенциала электростатического разряда выбирают равной допустимой по техническим условиям величине. Производят изотермический отжиг при максимально допустимой по техническим условиям температуре кристалла в течение 4-6 часов. Вновь измеряют значение интенсивности шума. По разности значений интенсивности шума определяют более надежные приборы. Изобретение направлено на повышение достоверности контроля надежности полупроводниковых приборов. 1 табл.
Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к обеспечению качества и надежности полупроводниковых приборов, и может быть использовано как на этапе производства, так и применения.
Известен способ разбраковки полупроводниковых приборов с использованием различных внешних воздействий (повышенной и пониженной температур, электрических нагрузок и т.п.), основанных на нагреве, охлаждении объекта испытаний с пропусканием электрического тока, с последующим измерением параметров [1].
Недостатком этого способа является невысокая достоверность полученных результатов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения потенциально ненадежных полупроводниковых приборов [2], принятый за прототип.
Способ-прототип заключается в том, что после измерения интенсивности шумов пропускают через испытуемый прибор импульс тока, в 1,5-5 раз превышающий по амплитуде предельно допустимое значение, затем измеряют интенсивность шумов и по отношению результатов двух измерений судят о потенциальной надежности приборов.
Недостатком метода является подача импульса, в 1,5-5 раз превышающего по амплитуде допустимое по техническим условиям (ТУ) значение на прибор, что может вызвать необратимые процессы в структуре приборов, которые могут привести к недостаточной достоверности результатов и к критическим отказам приборов в эксплуатации.
Изобретение направлено на повышение достоверности и расширение функциональных возможностей.
Для устранения указанных недостатков в способе разделения полупроводниковых приборов по надежности путем измерения интенсивности шумов до и после внешнего электрического воздействия, согласно изобретению воздействуют 5-10 электростатическими разрядами (ЭСР) обеих полярностей с величиной потенциала, допустимой по ТУ, производят изотермический отжиг при максимально допустимой температуре кристалла в течение 4-6 часов, по разности значений интенсивности шумов начального значения и после отжига определяют потенциально более надежные приборы.
Предлагаемый способ заключается в том, что на партии полупроводниковых приборов, в которых необходимо определить менее и более надежные приборы, проводят измерение интенсивности шума при нормальных условиях, затем воздействуют 5-10 импульсами ЭСР обоих знаков допустимой по ТУ величины, проводят температурный отжиг при максимально допустимой по ТУ температуре кристалла прибора в течение 4-6 часов и вновь измеряют интенсивность шума при нормальной температуре. Определяют разность интенсивности шумов при начальном замере и после отжига для каждого полупроводникового прибора, то есть определяют . Полупроводниковый прибор считается более надежным при выполнении критерия: Δ≤А. Величина А устанавливается по набору статистики для каждого типа приборов.
Пример осуществления способа.
На 23 полупроводниковых резисторах интегральной схемы типа КА1034НР3 были измерены низкочастотные шумы типа 1/f. Распределение интенсивности до и после воздействия ЭСР пятью импульсами величиной ±800 В и после изотермического отжига при температуре 100°С в течение четырех часов представлены в таблице.
| Таблица Значения интенсивности шумов полупроводниковых резисторов интегральных схем типа КА1034НР3. | ||||
| № прибора | Значение  , мВ2 | Δ, мВ2 | ||
| Начальное | После ЭСР | После отжига | ||
| 1 | 1,9 | 2,8 | 1,9 | 0 |
| 2 | 1,8 | 2,6 | 1,9 | 0,1 |
| 3 | 1,95 | 2,7 | 2,0 | 0,05 |
| 4 | 2,05 | 3,8 | 2,05 | 0 |
| 5 | 3,00 | 4,8 | 2,8 | 0,2 |
| 6 | 1,98 | 2,7 | 1,98 | 0 |
| 7 | 2,15 | 3,9 | 2,25 | 0,1 |
| 8 | 1,20 | 4,0 | 2,40 | 0,2 |
| 9 | 2,58 | 4,0 | 2,68 | 0,1 |
| 10 | 2,35 | 4,2 | 2,45 | 0,2 |
| 11 | 1,98 | 2,8 | 1,98 | 0 |
| 12 | 2,5 | 3,9 | 2,7 | 0,2 |
| 13 | 2,32 | 3,5 | 2,4 | 0,08 |
| 14 | 2,4 | 3,7 | 2,6 | 0,2 |
| 15 | 3,2 | 5,0 | 3,6 | 0,4 |
| 16 | 2,6 | 4,2 | 2,7 | 0,1 |
| 17 | 2,9 | 4,7 | 3,1 | 0,2 |
| 18 | 2,8 | 4,8 | 3,0 | 0,2 |
| 19 | 2,0 | 3,0 | 2,0 | 0 |
| 20 | 2,1 | 3,4 | 2,2 | 0,1 |
| 21 | 1,95 | 2,6 | 1,95 | 0 |
| 22 | 2,35 | 3,7 | 2,55 | 0,2 |
| 23 | 2,19 | 2,9 | 2,22 | 0,03 |
При этом получены следующие данные по разности величины 
:
6 приборов имели разность интенсивности шумов до и после воздействия, равную 0;
8 приборов - ≤0,1 мВ2;
8 приборов - ≤0,2 мВ2;
1 прибор - ≤0,4 мВ2.
Если принять для данного типа приборов критерий для более надежных приборов ≤0,1 мВ2, то приборы №1, 2, 3, 4, 6, 7, 9, 11, 13, 16, 19, 20, 21, 23 будут более надежными, чем приборы №5, 8, 10, 12, 14, 15, 17, 18, 22.
Источники информации
1 Авторское свидетельство СССР №438947, G 01 R 31/26, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР №490047, G 01 R 31/26, 1976.
Способ разделения полупроводниковых приборов по надежности путем измерения интенсивности шумов до и после внешнего электрического воздействия, отличающийся тем, что воздействуют 5-10 электростатическими разрядами обеих полярностей с величиной потенциала, допустимой по техническим условиям, производят изотермический отжиг при максимально допустимой температуре кристалла в течение 4-6 ч, по разности значений интенсивности шумов начального значения и после отжига определяют потенциально более надежные приборы.
