Способ разбраковки микросхем оперативного запоминающего устройства по уровню бессбойной работы



Владельцы патента RU 2371731:

Федеральное государственное унитарное предприятие Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" (RU)

Изобретение относится к области электронной техники, в частности предназначено для разбраковки микросхем оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) по уровню бессбойной работы (УБР). Технический результат: возможность имитировать импульсное ионизирующее излучение (ИИИ), проводить разбраковку микросхем ОЗУ по параметру «уровень бессбойной работы» в процессе изготовления и определять реальный УБР и работоспособность RC-цепи в каждой ячейке и каждой конкретной микросхемы ОЗУ в целом к воздействию ИИИ. Сущность: определение сохранности записанной тестовой информации и разбраковка микросхем ОЗУ по стойкости к воздействию ИИИ происходит в процессе изготовления микросхем на всех изделиях изготавливаемой партии. При этом микросхемы облучают не менее двух раз импульсным излучением лазера, имитирующего воздействие гамма-излучения по требуемому уровню УБР с последующим определением сохранности предварительно записанной в микросхему информации. В качестве информационного кода используются коды «диагональ» и «инверсная диагональ». 1 ил.

 

Изобретение относится к области электронной техники, в частности предназначено для разбраковки микросхем оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) с повышенной стойкостью к уровню бессбойной работы (УБР).

Известны способы разбраковки микросхем по радиационной стойкости, когда под радиационной стойкостью понимается стойкость к накопленной дозе воздействия ионизирующего излучения (ИИ).

Известен способ отбора радиационно стойких изделий электронной техники [1], включающий облучение партии изделий сравнительно небольшой дозой гамма-квантов или электронов с последующим отбором и исключением из партии приборов с наибольшими изменениями параметров. Возможно также облучение полной дозой, эквивалентной ожидаемой поглощенной дозе радиации в реальных условиях эксплуатации, и восстановление начальных параметров после облучения с помощью отжига при повышенной температуре.

Недостатком этого способа является невозможность прогнозирования уровня бессбойной работы микросхемы при воздействии импульсного ионизирующего излучения.

Наиболее близким аналогом - прототипом - изобретения является [2] способ разбраковки партии интегральных запоминающих устройств по радиационной стойкости к действию ионизирующего излучения, преимущественно по уровню бессбойной работы, включающий отбор из партии интегральных микросхем представительной выборки запоминающих устройств для испытания, нумерацию, измерение электрических параметров и радиационные испытания этих микросхем, проведение разбраковки всей партии запоминающих устройств на группы стойкости, включая маркировку, при этом до проведения измерения электрических параметров выборки микросхем на шины питания каждой микросхемы подают линейно возрастающее до номинального значения напряжение питания и считывают поэлементно в дополнительное запоминающее устройство контроллера содержимое матрицы элементов памяти испытываемого запоминающего устройства, затем это содержимое поразрядно инвертируют в контроллере в тестовый информационный массив, который записывают в те же элементы памяти соответствующего испытываемого запоминающего устройства, при проведении электрических измерений определяют для каждой микросхемы выборки значение времени сохранения соответствующего тестового информационного массива в элементах памяти запоминающего устройства при импульсном отключении напряжения питания микросхемы, после проведения радиационных испытаний устанавливают для выборки микросхем корреляционную взаимосвязь значений времени сохранения тестового информационного массива при импульсном отключении напряжения питания микросхем и уровней бессбойной работы этих микросхем при воздействии ИИ и определяют по размаху значений уровня бессбойной работы количество групп разбраковки и соответствующие им граничные значения времени сохранения тестового информационного массива, при разбраковке партии запоминающих устройств по группам стойкости подают на шины питания поочередно каждой микросхемы линейно возрастающие до номинального значения напряжения питания, поэлементно считывают содержимое матрицы элементов памяти этой микросхемы в контроллер, поразрядно инвертируют это содержимое в тестовый информационный массив, который записывают в те же элементы памяти классифицируемой микросхемы, измеряют время сохранения тестового информационного массива в элементах памяти этой микросхемы при импульсном отключении напряжения питания, по численному значению которого маркируют микросхему меткой соответствующей группы.

Недостатками этого способа являются:

- невозможность определения работоспособности ОЗУ с повышенными требованиями к УБР (при наличии RC-цепи в ячейках памяти);

- непрямое (косвенное) прогнозирование УБР микросхем памяти по времени сохранения тестового информационного массива при импульсном отключении напряжения питания, что не гарантирует попадание к потребителю приборов с высоким УБР;

- отсутствие взаимосвязи между временем сохранения тестового информационного сигнала и записываемым в память ОЗУ информационным кодом;

- определение УБР методами воздействия на определительную выборку микросхем гамма-излучения приводит к необратимым изменениям параметров микросхем и невозможности их дальнейшего применения;

- сложность проведения процесса разбраковки.

Технический результат заключается в том, что предложенный способ позволяет имитировать импульсное ионизирующее излучение (ИИИ), проводить разбраковку микросхем ОЗУ по параметру «уровень бессбойной работы» в процессе изготовления и определять реальный УБР и работоспособность RC-цепи в каждой ячейке и каждой конкретной микросхемы ОЗУ в целом к воздействию ИИИ.

Технический результат достигается тем, что в заявляемом способе разбраковки микросхем ОЗУ по уровню бессбойной работы путем определения сохранности записанной тестовой информации разбраковка микросхем ОЗУ по стойкости к воздействию ИИИ происходит в процессе изготовления микросхем на всех изделиях изготавливаемой партии путем облучения не менее двух раз микросхем импульсным излучением лазера, имитирующего воздействие гамма-излучения по требуемому уровню УБР, с последующим определением сохранности предварительно записанной в микросхему информации, а в качестве информационного кода используются коды «диагональ» и «инверсная диагональ».

На фиг.1 показана топология ячейки памяти ОЗУ с повышенными требованиями к уровню бессбойной работы. Сохранность информации в ячейках памяти ОЗУ при высоких уровнях воздействия мощности дозы осуществляется при помощи RC-цепочки, включенной между плечами триггера ячейки (фиг.1) [3].

RC-цепь - это конденсатор емкостью порядка 0,6-0,8 пФ и резистор сопротивлением порядка 30-40 кОм. Конденсатор образован, как правило, легированной фосфором активной структурой (нижней обкладкой), тонким слоем окисла (порядка 300-400 ангстрем) и поликремнием в слое «затворы» (верхняя обкладка). Резистор образован, как правило, из активной структуры с высоким сопротивлением.

Примерные площади, занимаемые на кристалле элементами RC-цепи (в одной ячейке): конденсатор - 1500 мкм2, резистор - 75 мкм2.

Отсюда - основная особенность стойкого к УБР ОЗУ - большую часть площади кристалла занимают конденсаторы в ячейках (например, для ОЗУ с информационной емкостью 64 кбит общая площадь конденсаторов составит 100 мм2).

Роль RC-цепочки заключается в «запоминании» состояния триггера «0» или «1» и восстановлении этого состояния после окончания действия ИИИ. Постоянная времени RC-цепочки выбирается значительно больше, чем длительность ИИИ, таким образом, чтобы во время действия ИИИ заряд конденсатора изменился не существенно. В нормальных условиях работы микросхемы, в отсутствие воздействия ИИИ и образования ионизационных токов, наличие RC-цепочки в схеме ячейки памяти не сказывается на работе микросхемы и не имеется возможности проверить стойкость ячейки к УБР иначе, как подать на микросхему импульсное ионизирующее излучение. Дефектность исходных структур и привносимая при изготовлении микросхем дефектность могут привести к изменению расчетного номинала RC-цепочки, что скажется на УБР готовых микросхем, а значит, на их годности сохранять информацию в требуемых условиях.

Радиационная отбраковка образцов микросхем, собранных на полиимидные носители, по параметру УБР осуществлялась на основе результатов контроля сохранности информации в накопителе микросхемы после эквивалентного воздействия ИИИ с уровнем, соответствующим требуемому уровню стойкости микросхем. Контроль сохранности информации проводили при напряжениях питания Ucc=4,5 B в следующей последовательности. До воздействия во все ячейки памяти БИС записывался информационный код. Во время воздействия БИС работала в режиме хранения информации. После воздействия производилось считывание информации из ячеек памяти БИС и сравнение ее с записанной до воздействия. Критерием работоспособности являлось совпадение считанной и записанной информации после двух воздействий ИИИ, при условии, что сбоя в хранении информации не наблюдалось после каждого воздействия.

При функциональном контроле применялись информационные коды «диагональ» и «инверсная диагональ», так как они являются наименее устойчивыми к импульсному воздействию [4].

Список литературы

1. Чернышев А.А., Ведерников В.В., Галеев А.И., Горюнов Н.Н. Радиационная отбраковка полупроводниковых приборов и интегральных схем. - Зарубежная электронная техника, 1979. Вып.5, С.3-25.

2. Способ разбраковки партии интегральных запоминающих устройств по радиационной стойкости (Патент РФ №2149417, МПК G01R 31/28, G06F 11/22, опубл. 20.05.2000, ретроспективный комплект описаний изобретений РФ за 2000 г. на DVD) (прототип).

3. Киргизова А.В., Григорьев Н.Г., Петров А.Г. Проблемы одновременного обеспечения высокой сбоеустойчивости и информационной емкости ОЗУ при применении RC-цепей в ячейках памяти. - Сб. научных трудов. Т.1 - М.: МИФИ, 2006, С.185-186.

4. Киргизова А.В. Влияние информационного кода на сбоеустойчивость КМОП КНС ОЗУ. - Электроника, микро- и наноэлектроника. Сб. научных трудов. - М.: МИФИ, 2004, С.321-325.

Способ разбраковки микросхем ОЗУ по уровню бессбойной работы путем определения сохранности записанной тестовой информации, отличающийся тем, что разбраковка микросхем ОЗУ по стойкости к воздействию импульсного ионизирующего излучения происходит в процессе изготовления микросхем на всех изделиях изготавливаемой партии путем облучения не менее двух раз микросхем импульсным излучением лазера, имитирующего воздействие гамма-излучения по требуемому уровню бесперебойной работы, с последующим определением сохранности предварительно записанной в микросхему информации, а в качестве информационного кода используются коды «диагональ» и «инверсная диагональ».



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых интегральных схем (ИС), а также для анализа изделий, отказавших у потребителя.
Изобретение относится к контролю интегральных схем (ИС) и может быть использовано для отбраковки ИС на этапе серийного производства, а также на входном контроле при производстве радиоаппаратуры.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для контроля радиоэлектронных объектов, и может быть использовано в системах автоматизированного контроля и диагностики радиоэлектронных объектов.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения места и характера дефекта в неработоспособном цифровом блоке черескаскадным методом.
Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к серийному производству интегральных схем (ИС). .

Изобретение относится к комплексам для испытаний электронных систем управления и контроля на сильные электромагнитные импульсы, а именно к комплексам, имитирующим вторичные воздействия разрядов молнии.

Изобретение относится к комплексам для испытаний электронных систем управления и контроля, а именно к комплексам, имитирующим нестабильность работы источников питания постоянного тока бортовых систем электроснабжения летательных аппаратов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в бытовом потребителе электрической мощности. .

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при разработке оперативных методов и средств определения или неразрушающего контроля значений теплоэлектрофизических параметров и электрофизической диагностики проводящих или резистивных структур интегральных схем (ИС)

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к имитаторам солнечного излучения на основе импульсных газоразрядных ламп для измерения световых вольтамперных характеристик и других фотоэлектрических параметров солнечных фотоэлементов и фотоэлектрических модулей с концентраторами излучения

Изобретение относится к области вычислительной и контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля программируемых логических интегральных схем, в частности, иностранного производства

Изобретение относится к области электронной техники, в частности предназначено для отбраковки КМОП микросхем, изготовленных на КНД (кремний на диэлектрике) структурах, по радиационной стойкости

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в источниках питания для исключения в них коротких замыканий при «пробое» тиристоров и сохранения выходного напряжения

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для диагностики функционирования микросхем оперативной памяти во всех отраслях микроэлектроники и радиотехники

Изобретение относится к области электронной техники, в частности предназначено для разбраковки КМОП микросхем, изготовленных на КНД ("кремний на диэлектрике") структурах, по радиационной стойкости

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в контрольно-поверочной аппаратуре, для измерения технических параметров аварийных радиомаяков и радиобуев

Изобретение относится к области электронной техники, в частности предназначено для разбраковки микросхем оперативного запоминающего устройства по уровню бессбойной работы

Наверх