Способ отбраковки потенциально ненадежных интегральных схем

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам определения потенциально ненадежных интегральных схем (ИС). Сущность: измеряют динамический ток потребления до, после воздействия электростатическим разрядом (ЭСР) и после температурного отжига. Воздействие 5-10 импульсами ЭСР обоих знаков проводят предельно допустимым по техническим условиям (ТУ) напряжением. Температурный отжиг проводят при максимально допустимой по ТУ температуре в течение 1-8 часов. Отбраковываются ИС одновременно по двум критериям:

I_Днач, ΔI_Дэср>А,

где I_Днач, I_Дэср и I_Дотж - динамические токи потребления соответственно начальные, после ЭСР и после отжига. Значения величин динамического тока потребления (А) и разности динамических токов потребления (Δ) устанавливаются на представительной выборке для каждого типа схем. Технический результат: расширение функциональных возможностей, повышение достоверности. 1 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам определения потенциально ненадежных интегральных схем (ИС). Изобретение может быть использовано на этапе серийного производства ИС, а также на входном контроле при производстве радиоаппаратуры.

Известно [1], что способом анализа форм (параметров) динамического тока потребления могут отбраковываться дефектные и потенциально ненадежные, как правило, цифровые ИС малой, средней и большой степени интеграции, изготовленные по различным технологиям. Наличие аномалий в форме динамического тока потребления или его величины при обращении к заданному логическому элементу (или группе элементов) указывает на наличие дефектов ИС, что снижает потенциальную надежность данной схемы.

Наиболее близким по технической сущности является способ отбраковки ненадежных КМОП ИС [2], по которому ИС устанавливают в термокамеру и измеряют токи потребления при двух фиксированных значениях повышенной температуры, а отбраковывают схемы с наибольшим отношением второго тока к первому.

Недостатком данного способа является сложность измерения тока потребления при повышенных температурах, отсюда появляется большая погрешность в измерениях.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей диагностических способов и повышение достоверности.

Это достигается тем, что на представительной выборке конкретного типа ИС набирается статистика значений измеряемого динамического тока потребления до и после воздействия электростатическим разрядом, напряжением, равным предельно допустимому потенциалу, указанному в технических условиях (ТУ), и после термического отжига при предельно допустимой температуре, указанной в ТУ, в течение 1-8 часов. По полученным данным строятся поля корреляции по динамическому току потребления: первоначальное значение I_Днач - значение после воздействия ЭСР I_Дэср и первоначальное значение I_Днач - значение после температурного отжига I_Дотж, по которым определяют два критерия для отбраковки потенциально ненадежных ИС:

первый критерий: I_Днач, I_Дэср>А;

второй критерий: |I_Дотж-I_Днач|>Δ.

ИС считается потенциально ненадежной, если она удовлетворяет обоим критериям одновременно.

Пример осуществления способа. На произвольно выбранных десяти ИС типа К561ЛН2 (шесть логических элементов "НЕ") измерили амплитуду динамических токов потребления с помощью стробоскопического осциллографа С7-8 для каждого из шести инверторов каждой схемы в момент его выключения. Результаты измерения для каждого инвертора каждой ИС представлены в таблице.

Таблица
№ схемы	Время измерения	Динамические токи потребления IД, мА по инверторам
1	2	3	4	5	6
	начальное	60	63	63	60	65	58
1	после ЭСР	69	71	70	62	73	68
	после отжига	63	65	65	60	67	65
	начальное	63	59	60	63	60	60
2	после ЭСР	68	63	61	69	66	70
	после отжига	66	60	60	64	61	62
	начальное	67	63	60	60	57	63
3	после ЭСР	80	68	69	63	61	68
	после отжига	70	65	63	61	60	60
	начальное	58	68	62	59	58	57
4	после ЭСР	68	88	73	62	69	70
	после отжига	62	75	63	60	60	64
	начальное	54	76	63	58	61	56
5	после ЭСР	60	78	69	63	62	65
	после отжига	61	70	66	63	63	60
	начальное	57	59	60	58	62	63
6	после ЭСР	63	70	72	68	73	73
	после отжига	60	64	64	62	63	67
	начальное	61	56	68	62	58	56
7	после ЭСР	67	65	73	70	68	67
	после отжига	62	59	73	69	62	60
	начальное	65	58	60	58	56	61
8	после ЭСР	65	68	68	65	64	66
	после отжига	65	63	63	59	59	62
	начальное	66	70	69	69	68	80
9	после ЭСР	75	88	73	86	79	91
	после отжига	70	83	73	77	70	84'
	начальное	60	54	60	65	59	58
10	после ЭСР	63	64	69	73	69	65
	после отжига	61	59	62	67	62	62

Затем подаем по 5 электростатических разрядов амплитудой 500 В на каждый вход и соответствующий вывод каждого инвертора, меняя полярность, после чего измеряем динамический ток потребления. Отжиг ИС проводили при температуре 100°С в течение 1 часа. Затем строим графики - поля корреляции для значений динамических токов потребления: I_Днач-I_Дэср (фиг.1) и I_Днач-I_Дотж (фиг.2). По данным полям корреляции установим критерии для потенциально ненадежных ИС:

I_Днач, I_Дэср>80 мА;

|I_Дотж-I_Днач|>7 мА.

По первому критерию потенциально ненадежными будут ИС №4, 9, по второму критерию №9. Таким образом схема №9 будет потенциально ненадежной.

Источники информации

1. РД 11 0682-89. Микросхемы интегральные. Методы неразрушающего контроля динамических параметров.

2. А.С. СССР 1239658. МПК 4 G 01 R 31/26. Опубл. 1986 г.

Способ отбраковки потенциально ненадежных интегральных схем, включающий измерение динамического тока потребления до, после воздействия электростатическим разрядом (ЭСР) и после температурного отжига, отличающийся тем, что проводят воздействие 5-10 импульсами ЭСР обоих знаков предельно допустимым по техническим условиям (ТУ) напряжением, а температурный отжиг при максимально допустимой по ТУ температуре в течение 1-8 ч, после чего ИС отбраковываются одновременно по двум критериям:

I_Днач, I_Дэср>А,

где I_Днач, I_Дэср и I_Дотж - динамические токи потребления соответственно начальные, после ЭСР и после отжига,

а значения величин динамического тока потребления (А) и разности динамических токов потребления (Δ) устанавливаются на представительной выборке для каждого типа схем.