Способ разбраковки полупроводниковых изделий на пластине

Предложенное изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых изделий (ППИ), имеющих р-n переходы, 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. Цель изобретения - повышение точности диагностики и увеличение функциональных возможностей контроля ППИ на пластине с использованием коронного разряда. Способ разбраковки полупроводниковых изделий (ПЛИ) на пластине заключается в воздействии электрического поля, создаваемого коронным разрядом, полярность которого соответствует инверсии р-n перехода, измерении тока через диэлектрик, обусловленного коронным разрядом. При этом производят измерение вольт-амперных характеристик (ВАХ) или вольт-фарадных характеристик (ВФХ), или ампер-шумовых характеристик (АШХ) при повышенном или пониженном атмосферном давлении при токах через диэлектрик, устанавливаемых на представительной выборке ППИ; по максимальному разбросу ВАХ, или ВФХ, или АШХ, снятых при значениях тока через диэлектрик от 10^-7 до 10^-4 А/см², определяют соответственно эталонные ВАХ, или ВФХ, или АШХ; и на основании сравнения соответственно измеренных ВАХ, или ВФХ, или АШХ с эталонными разделяют партию ППИ на менее надежные и надежные изделия.

 

Способ относится к области микроэлектроники и может быть использован в технологии изготовления полупроводниковых изделий (ППИ) (диодов, транзисторов, интегральных схем), имеющих p-n переходы, защищенные пленками диоксида кремния SiO₂, нитрида кремния Si₃N₄, оксида алюминия Al₂О₃ или комбинациями покрытий из этих материалов, 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 множество диагностических методов контроля качества и надежности ППИ (низкочастотный шум, интегральные вольт-амперные характеристики, m-характеристики и др.). Преимуществом диагностического метода с использованием коронного разряда является простота его реализации [1].

Наиболее близким является способ разделения ППИ с использованием коронного разряда при атмосферном давлении [2]. Недостатком способа является то, что измерения производятся только при атмосферном давлении. Зачастую технологический процесс контроля пластин происходит при повышенном или пониженном атмосферных давлениях, а применение вольт-фарадных (ВФХ) или ампер-шумовых обеспечивает более точный контроль.

Цель изобретения - повышение точности диагностики и увеличение функциональных возможностей контроля ППИ на пластине с использованием коронного разряда.

Это достигается тем, что измерение характеристик ППИ производят при повышенном (пониженном) атмосферном давлении и измеряют не только ВАХ, но и ВФХ или ампер-шумовые характеристики.

Сущность изобретения: проводят измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ), или вольт-фарадных, или ампер-шумовых (АШХ) при повышенном или пониженном давлении воздуха при значениях тока через диэлектрик от 10^-7 до 10^-4 А/см² и по максимальному разбросу ВАХ, ВФХ или АШХ на представительной выборке ППИ определяют эталонные ВАХ (ВФХ, АШХ). Используя эталонные ВАХ, ВФХ, АШХ, определенные на выборке ППИ, партию ППИ разделяют на менее и более надежные по виду полученных характеристик, p-n перехода структуры, находящейся под воздействием соответственно положительного или отрицательного электрического поля, уровень напряженности которого устанавливается для каждого типа полупроводниковых структур экспериментально.

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.

Объяснить это можно следующим образом: коронный разряд генерирует ионы и заставляет электрическое поле перемещать их к облучаемой пластине с ППИ. Ионы, располагающиеся на поверхности, в доли секунд позволяют диагностировать наличие поверхностных загрязнений, дефектов поверхности. При этом, чем больше этих дефектов, тем более ток короны будет зависеть от этих дефектов и будет зависеть от давления атмосферы, и по виду ВАХ (ВФХ, ампер-шумовой характеристики) разделяют полупроводниковые изделия на пластине.

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, 1997, 390 с.

2. Авторское свидетельство №1345823, G01R 31/26 от 30.07.91.

Способ разбраковки полупроводниковых изделий (ППИ) на пластине, включающий воздействие электрического поля, создаваемого коронным разрядом, полярность которого соответствует инверсии р-n-перехода, измерения тока через диэлектрик, обусловленного коронным разрядом, отличающийся тем, что производят измерение вольт-амперных характеристик (ВАХ), или вольт-фарадных характеристик (ВФХ), или ампер-шумовых характеристик (АШХ) при повышенном или пониженном атмосферном давлении при токах через диэлектрик, устанавливаемых на представительной выборке ППИ; по максимальному разбросу ВАХ, или ВФХ, или АШХ, снятых при значениях тока через диэлектрик от 10^-7 до 10^-4 А/см², определяют соответственно эталонные ВАХ, или ВФХ, или АШХ, и на основании сравнения соответственно измеренных ВАХ, или ВФХ, или АШХ с эталонными разделяют партию ППИ на менее надежные и надежные изделия.