Способ разделения интегральных схем по надежности
Владельцы патента RU 2285270:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам определения потенциально ненадежных интегральных схем (ИС) в процессе производства, а также на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры. Сущность: на интегральных схемах по выводам "питание - общая точка" измеряют интенсивность шума при критическом напряжении питания и номинальном. По относительному изменению значения интенсивности шума, измеренного при двух напряжениях питания, проводят разделение ИС на надежные и потенциально ненадежные. 1 табл.
Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам определения потенциально ненадежных интегральных схем (ИС) в процессе производства, а также при изготовлении радиоэлектронной аппаратуры.
Известно, что в зависимости от уровня дефектности исходных материалов, разброса режимов технологических операций каждая ИС характеризуется своим уровнем остаточных напряжений, неоднородных по объему схемы и оказывающих влияние на ее электрические характеристики, в первую очередь на значение интенсивности шума и ее зависимости от напряжения питания схемы: от минимального напряжения питания (критического напряжения питания) до номинального [1].
Известны способы разделения ИС [2, 3], позволяющие разделить партию ИС на две с использованием различных внешних воздействий. Недостатком данных способов является использование изменения электрических параметров при внешних воздействиях (например, при повышенной температуре).
Известны способы [4, 5] определения потенциально ненадежных приборов по изменению интенсивности шума до и после воздействия электростатического разряда и высокотемпературного отжига. Недостатком данных способов является их большая трудоемкость.
Наиболее близким аналогом является способ [6] разделения ИС методом критического напряжения питания (КНП) и воздействия электростатического разряда с последующим температурным отжигом. Недостатком способа является его большая трудоемкость.
Изобретение направлено на усовершенствование процесса разбраковки ИС за счет измерения при нормальной температуре интенсивности шума при минимальном напряжении питания, при котором ИС сохраняют свои параметры в пределах установленных техническими условиями норм, и при номинальном напряжения питания. По относительному изменению интенсивности шума от напряжения питания определяют принадлежность ИС к надежным или потенциально ненадежным.
Пример осуществления способа.
На 20 интегральных схемах типа К137ЛЕ2 (схемы эмиттерно-связанной логики) измерялась интенсивность шума по выводам "питание - общая точка" на частоте 1 кГц при напряжениях питания, равных 2 В (значение критического напряжения питания для данных схем) и 5 В (номинальное напряжение питания) (табл.). В таблице приведены значения относительного увеличения интенсивности шума К, равного
| Таблица | |||
| №ИС |  , мВ2, при напряжении питания, В | | |
| 2 | 5 | ||
| 1 | 52 | 130 | 2,50 |
| 2 | 50 | 190 | 3,80 |
| 3 | 77 | 148 | 1,92 |
| 4 | 63 | 95 | 1,51 |
| 5 | 52 | 110 | 2,12 |
| 6 | 52 | 142 | 2,73 |
| 7 | 55 | 143 | 2,60 |
| 8 | 48 | 128 | 2,67 |
| 9 | 59 | 112 | 1,90 |
| 10 | 53 | 129 | 2,43 |
| 11 | 58 | 147 | 2,53 |
| 12 | 55 | 122 | 2,22 |
| 13 | 53 | 112 | 2,11 |
| 14 | 68 | 127 | 1,87 |
| 15 | 78 | 141 | 1,81 |
| 16 | 63 | 111 | 1,76 |
| 17 | 59 | 97 | 1,64 |
| 18 | 56 | 140 | 2,50 |
| 19 | 50 | 128 | 2,56 |
| 20 | 58 | 164 | 2,83 |
Если выбрать критерий, что для надежных схем К≤2,8, то схемы №2, 20 будут потенциально ненадежными.
Можно разделить партию по надежности на три группы: ИС повышенной надежности, имеющие значение К≤2 (схемы №3, 4, 9, 14, 15, 16, 17); ИС с надежностью, соответствующей техническим условиям, имеющие значения 2≤К≤2,8 (схемы №1, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 18, 19), и ИС потенциально ненадежные, имеющие значение К>2,8 (схемы №2, 20).
Экспериментальное подтверждение разделения партии ИС на надежные и потенциально ненадежные было получено в результате испытаний на безотказность (500 ч, повышенная температура, максимально допустимая нагрузка), когда ИС №2, 20 имели параметрический отказ.
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. Пат. России №4900457/21,0 01 R 31/28, G 01 R 31/26, опубл. 1993.
3. Пат. России №2143704, G 01 R 31/26, опубл. 1999.
4. Пат. России №2230335, G 01 R 31/26, опубл. 2004.
5. Пат. России №2234104, G 01 R 31/26, H 01 L 21/66, опубл. 2004.
6. Пат. России №2230334, G 01 R 31/26, опубл. 2004.
Способ разделения интегральных схем по надежности, в соответствии с которым у интегральных схем измеряют интенсивность шума, отличающийся тем, что интенсивность шума измеряют по выводам «питание - общая точка» на частоте 1 кГц при минимальном значении напряжения питания, при котором интегральные схемы сохраняют свои параметры в пределах, установленных техническими условиями норм, и при номинальном значении напряжения питания и по отношению интенсивностей шумов, измеренных при номинальном и минимальном значениях напряжения питания, партию интегральных схем разделяют на надежные и потенциально ненадежные.
