Устройство для контроля зарядовой стабильности полупроводниковых изделий с использованием коронного разряда

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых изделий (ППИ), а также для анализа изделий, отказавших у потребителя, позволяющих после их вскрытия с сохранением контактов воздействовать на открытый кристалл потоком ионов, образующихся при коронном разряде. Сущность изобретения: устройство состоит из основания для закрепления пластины с ППИ, закрытой камеры, источника коронного разряда, высоковольтного источника электрического питания, регулирующего элемента, источника опорного напряжения, токосъемного резистора (100 кОм), вольтметра, измерителя характеристик ППИ, манипулятора зондов, устройства сопряжения манипулятора зондов с зондами, манометра и насоса. Изобретение позволяет повысить точность диагностики и увеличить функциональные возможности контроля ППИ с использованием коронного разряда. 1 ил.

 

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых изделий (ППИ) (диодов, транзисторов, интегральных схем), а также для анализа изделий, отказавших у потребителя, позволяющих после их вскрытия с сохранением контактов воздействовать на открытый кристалл (без защиты компаундами, эмалями) потоком ионов, образующихся при коронном разряде.

Известно устройство для контроля зарядовой стабильности полупроводниковых структур [1]. Его недостатком является то, что изменение силы тока коронного разряда и как следствие измерение падения напряжения на токосъемном резисторе происходит в воздухе.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для контроля зарядовой стабильности полупроводниковых структур [1]. Из работы [2] известна сильная зависимость тока коронного разряда от давления воздуха. Меняя давление воздуха и воздействуя коронным разрядом, можно разделять ППИ по уровню зарядовой стабильности.

Технический результат от предложенного изобретения заключается в следующем: технология производства полупроводниковых приборов и интегральных схем включает технологические процессы при повышенном и пониженном атмосферном давлении, такие как травление, диффузия, и предложенная установка дает возможность совместить технологические процессы изготовления ППИ с их диагностикой на пластине, что приведет к большей стабильности и управляемости технологических процессов и, как следствие, к увеличению коэффициента выхода годных изделий. Использование пониженного или повышенного давления приводит к увеличению достоверности известных диагностических способов (методов) (низкочастотный шум, m-фактор, критическое напряжение питание и др.), т.к. давление выступает в роли внешнего дестабилизирующего фактора и ускоряет диагностику ППИ.

При этом давление воздуха (пониженное или повышенное) выбирается из требований устойчивости к климатическим факторам по ГОСТ 18725-83. ППИ должны сохранять свои параметры в процессе и после воздействия на них следующих климатических факторов:

- относительной влажности не более 98% при Т=35°С;

- атмосферного пониженного давления 26664 Па;

- атмосферного повышенного давления 294199 Па.

При этом возможно уменьшение затрат на электротермотренировку ППИ, которая проводится после операций сборки ППИ, а не в ходе технологического процесса.

Суть предложенного изобретения заключается в том, что пластину с ППИ и источником коронного разряда помещают в закрытую камеру, используют насос и манометр для изменения и измерения давления воздуха в камере. Схема устройства, состоящая из основания для закрепления пластины с ППИ 1, закрытой камеры, источника коронного разряда 2, высоковольтного источника электрического питания 3, регулирующего элемента 4, источника опорного напряжения 5, токосъемного резистора (100 кОм) 6, вольтметра 7, измерителя характеристик ППИ 8, манипулятора зондов 9, устройства сопряжения манипулятора зондов с зондами 10, манометра 11 и насоса 12 показана на чертеже.

Устройство работает следующим образом: основание с ППИ 1, источником коронного разряда 2 и устройством сопряжения манипулятора зондов с зондами 10 помещают в закрытую камеру и изменяют давление с помощью насоса 12. Давление в камере контролируют с помощью манометра 11.

С помощью источника опорного напряжения 12, регулирующего элемента 11, высоковольтного источника электрического питания 3 устанавливают напряжение на источнике коронного разряда 2 так, чтобы на пластине с ППИ 1 обеспечивалась необходимая поверхностная плотность заряда. При этом величину заряда на пластине с ППИ оценивают по величине падения напряжения на токосъемном резисторе 6.

Используя зонды, манипулятор зондов 9 и устройство сопряжения манипулятора зондов с зондами 10, выбирают конкретное ППИ на пластине и с помощью измерителя 8 замеряют характеристики ППИ, например вольт-амперные (ВАХ) или вольт-фарадные (ВФХ). Измеряя эти характеристики при различных давлениях воздуха и при различной поверхностной плотности заряда в закрытой камере, можно исследовать зависимости ВАХ или ВФХ от атмосферного давления и разделять ППИ по уровню стабильности.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №1499631 Н01L 21/66 от 23.04.91.

2. Преженцев М.Д., Резников Г.З. Использование коронного разряда для отбраковки ненадежных ИЭТ // Электронная промышленность 1995 г. Вып.27. С.25-26

Устройство для контроля зарядовой стабильности полупроводниковых изделий (ППИ) с использованием коронного разряда, содержащее основание для закрепления пластин с ППИ, измеритель параметров структур, зонды для подключения электродов ППИ к измерителю, источник коронного разряда, высоковольтный источник электрического питания, один выход которого соединен с коронирующим электродом, а другой заземлен, регулирующий элемент, выход которого соединен с высоковольтным источником питания, источник опорного напряжения, выход которого соединен с регулирующим элементом, а другой заземлен, токосъемный резистор и вольтметр для определения напряжения короны, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит манипулятор зондов, устройство сопряжения манипулятора зондов с зондами, закрытую камеру, насос и манометр, причем основание для закрепления пластины с ППИ, зондами, устройством сопряжения манипулятора зондов с зондами и источником коронного разряда размещают в закрытой камере, при этом выход манипулятора зондов соединен с входом устройства сопряжения манипулятора зондов с зондами, выход которого соединен с зондами.