Способ разделения интегральных схем
Владельцы патента RU 2278392:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в процессе отбраковки партий интегральных схем. Технический результат - повышение достоверности. Для достижения данного результата измеряют интенсивность шума при двух значениях прямого тока, определяемых на представительной выборке по зависимости интенсивности шума от тока. По относительному изменению значения интенсивности шума, измеренного на двух значениях прямого тока, проводят разделение партии ИС на надежные и потенциально ненадежные схемы. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам разделения партии интегральных схем (ИС) на надежные и потенциально ненадежные схемы. Изобретение может быть использовано на выходном контроле у изготовителей ИС, а также на входном контроле у изготовителей радиоаппаратуры.
Известно, что в зависимости от уровня дефектности исходных материалов, разброса режимов технологических операций каждая ИС характеризуется своим значением интенсивности низкочастотного шума, зависящего от значения тока, на котором измеряется интенсивность шума [1].
Известен способ [2]: определив критерий интенсивности шума и отбраковав полупроводниковые изделия с большими значениями интенсивности шума, можно отсеять все потенциально ненадежные изделия, но в том числе и до 15% надежных.
Известен способ [3] обнаружения скрытых дефектов в линейных ИС, основанный на измерении импульсных шумов. Недостатком этого способа является то, что импульсные шумы наблюдаются только у линейных схем, а в логических схемах нет [4].
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ отбраковки потенциально нестабильных полупроводниковых приборов [5], состоящий в том, что после измерения интенсивности шума в эксплуатационном режиме пропускают через прибор импульс тока в 1,5-5 раз, превышающий по амплитуде предельно-допустимое значение, а затем вновь измеряют интенсивность шума. По относительной величине изменения интенсивности шума определяют потенциальную ненадежность полупроводниковых приборов.
Недостатком способа является подача импульса тока, превышающего допустимое по техническим условиям значение, что может вызвать необратимые изменения в структуре прибора.
Изобретение направлено на повышение достоверности способа и его упрощения за счет того, что измеряется интенсивность шума ИС по цепи вход - общая точка на двух значениях тока. Эти значения тока находятся из измерений представительной выборки: первое значение выбирается равным такому значению, когда зависимость интенсивности шума от прямого тока для всех схем близка к прямой, второе значение тока - при резком возрастании значения интенсивности. По относительной величине изменения значений интенсивности шума, больше установленной, определяется потенциальная ненадежность схем.
Пример осуществления способа.
На 20 ИС типа К 137 ЛЕ 2 (схема эмиттерно-связанная логика) измерялось значение интенсивности шума по выводам "вход - общая точка". Измерение интенсивности шума проводилось методом прямого измерения на частоте 1 кГц и значениях тока 2, 4, 6, 8, 10 мА. На графике зависимости 
от тока (чертеж) для наихудшей (схема №2) и наилучшей (схема №4) зависимостей видно, что при значениях тока до 8 мА зависимость 
от тока имеет вид прямой, а при значениях тока 10 мА у ряда схем значение 
резко возрастает, поэтому измерение 
проводилось при двух значениях тока: 6 мА и 10 мА. В таблице даны значения 
для 6 и 10 мА и величины относительного изменения:
| Таблица | |||
| № ИС | Значения  мВ2, при токе, мА |  | |
| 6 | 10 | ||
| 1 | 22 | 30 | 1,36 |
| 2 | 34 | 70 | 2,06 |
| 3 | 30 | 37 | 1,23 |
| 4 | 15 | 15 | 1,00 |
| 5 | 21 | 22 | 1,05 |
| 6 | 23 | 34 | 1,48 |
| 7 | 23 | 34 | 1,48 |
| 8 | 21 | 30 | 1,43 |
| 9 | 21 | 25 | 1,19 |
| 10 | 22 | 29 | 1,32 |
| 11 | 24 | 35 | 1,46 |
| 12 | 21 | 28 | 1,33 |
| 13 | 20 | 25 | 1,25 |
| 14 | 25 | 30 | 1,20 |
| 15 | 27 | 33 | 1,22 |
| 16 | 18 | 22 | 1,22 |
| 17 | 17 | 18 | 1,06 |
| 18 | 24 | 32 | 1,33 |
| 19 | 21 | 30 | 1,43 |
| 20 | 25 | 41 | 1,64 |
Если выбрать критерий, что для надежных схем К
1,5, то схемы №2, 20 будут потенциально ненадежными.
Экспериментально это подтверждено следующим образом. Испытания схем на безотказность при повышенной температуре и максимально допустимой нагрузке показали, что ИС №2, 20 имели через 500 ч испытаний параметрические отказы.
Источники информации
1. Горлов М.И., Ануфриев Л.П., Бордюжа О.Л. Обеспечение и повышение надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем в процессе серийного производства. - Минск: Интеграл, 1997, 390 с.
2. Горлов М.И., Емельянов В.А., Адамян А.Г. Диагностические методы контроля качества и прогнозирующей оценки надежности полупроводниковых изделий. Минск "Белорусская наука", 2003, 96 с.
3. Авторское свидетельство СССР №1347050, G 01 R 31/28.
4. Ван дер Зил А. Шум. - М.: Советское радио, 1973, 178 с.
5. Авторское свидетельство СССР №490047, G 01 R 31/26.
Способ разделения интегральных схем, в соответствии с которым у интегральных схем измеряют интенсивность шума при двух значениях тока, отличающийся тем, что первоначально на достоверной выборке от партии схем измеряют зависимость интенсивности шума от тока, по которой устанавливают два значения тока, и по относительному изменению интенсивности шума при выбранных значениях тока партию схем разделяют на надежные и потенциально ненадежные.
