Способ разделения полупроводниковых изделий по надежности

Изобретение относится к области электротехники, в частности к производству и эксплуатации полупроводниковых изделий (диодов, транзисторов, интегральных схем), и может быть использовано для разделения изделий по надежности в процессе производства, а также на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретения заключается в том, что на представительной выборке измеряют значение информативного параметра изделия до начала испытаний, после механических воздействий, после воздействий электростатических разрядов (ЭСР) и после температурного отжига, а разделение по надежности осуществляют на основании коэффициента относительного изменения информативного параметра, рассчитываемого по формуле:

,

где А_нач, А_эср, А_мех, А_отж - измеренные величины информативного параметра в начальном состоянии, после воздействия ЭСР, после механических воздействий, после температурного отжига соответственно. Технический результат направлен на повышение достоверности и расширение функциональных возможностей диагностических способов. 1 табл.

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к производству и эксплуатации полупроводниковых изделий (диодов, транзисторов, интегральных схем), и может быть использовано для разделения изделий по надежности в процессе производства, а также на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры.

Известен способ [1] разделения полупроводниковых изделий (ППИ), включающий измерение интенсивности шумов до и после внешнего воздействия, а последующий отбор потенциально ненадежных изделий проводят по оценке коэффициентов увеличения интенсивности шумов каждого изделия после не менее 10 термоциклов в диапазоне температур, допустимых по техническим условиям по сравнению с первоначальными значениями.

Недостатком способа является дополнительное измерение интенсивности шумов на специальном оборудовании.

Из техники известно [2], что даже допустимые по техническим условиям (ТУ) предельные механические воздействия (одиночные удары с ускорением 1000g и многократные удары с ускорением 150g) влияют на изменение информативных электрических параметров, ухудшая их.

Предлагаемый способ разделения ППИ по надежности направлен на повышение достоверности и расширения функциональных возможностей диагностических способов.

Способ осуществляют следующим образом. Для представительной выборки ППИ выбирают информативный параметр, например коэффициент усиления, обратный ток, напряжение логического нуля. Осуществляют измерение информативного параметра изделия до, после механического воздействия, после ЭСР и после температурного отжига.

Разделение ППИ по надежности осуществляют на основании значения коэффициента относительного изменения величины информативного параметра, рассчитываемого по формуле:

где А_нач, А_эср, А_мех, А_отж - измеренные величины информативного параметра до (в начальном состоянии), после воздействия ЭСР, после механических воздействий, после температурного отжига соответственно. Чем ниже значение коэффициента, тем большую нестабильность проявляет информационный параметр ППИ под воздействием внешних дестабилизирующих факторов, тем соответственно ниже его потенциальная надежность.

Потенциал ЭСР выбирают равным предельно допустимому значению по ТУ на конкретный тип изделия. Воздействие осуществляют несколькими импульсами ЭСР положительной и отрицательной полярности. Температурный отжиг ППИ проводят в течение 4-8 ч при максимально допустимой температуре кристалла.

Способ был опробован на 10 интегральных схемах типа КР537РУ13 (статические ОЗУ емкостью 4096 бит, выполненные по КМОП-технологии). В качестве информативного параметра было выбрано выходное напряжение логического нуля U₀₂. Значения U₀₂ до испытаний, после 1000 многократных ударов с ускорением 150g, после воздействия ЭСР с потенциалом 500 В положительной и отрицательной полярности и после температурного отжига, проводимого 6 ч, при температуре 100°C указаны в таблице.

Таблица
Номер ИС	Значения U02, мВ	К
начальное	после механ.	после ЭСР	после отжига
1	176	182	190	180	0,50
2	193	195	197	195	1,00
3	148	150	161	149	0,09
4	159	163	170	161	0,29
5	197	201	212	200	0,27
6	225	227	240	229	0,31
7	147	149	154	150	0,60
8	168	170	182	169	0,08
9	181	183	191	182	0,13
10	163	167	175	166	0,38

Установим значение критерия 0,1≥K≥0,6. На основании данных, представленных в таблице, видно, что ППИ №2, 7 можно отнести к изделиям, обладающим повышенной надежностью, ППИ №3, 8 можно считать потенциально ненадежными.

Источники информации

1. Патент РФ №2289144, G01R 31/26, 2006.

2. Горлов М.И., А.В.Емельянов, В.И.Плебанович. Электростатические заряды в электронике. - МН.: Бел. Наука. 2006. - 295 С.

Способ разделения полупроводниковых изделий по надежности, в соответствии с которым производят измерение информативного параметра до и после внешнего воздействия, отличающийся тем, что измерение информативного параметра проводят четыре раза: до, после механических воздействий, после воздействия электростатических разрядов (ЭСР) и после температурного отжига, а разделение по надежности осуществляется на основании коэффициента относительного изменения информативного параметра, рассчитываемого по формуле:
,
где А_нач, А_эср, А_мех, А_отж - измеренные величины информативного параметра в начальном состоянии, после воздействия ЭСР, после механических воздействий, после температурного отжига соответственно.