Способ разбраковки полупроводниковых изделий

Авторы патента:

Золотарева Екатерина Александровна (RU)

G01R31/26 - испытание отдельных полупроводниковых приборов (измерение содержания примесей G01N)

Владельцы патента RU 2472171:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых изделий (диодов, транзисторов и интегральных схем), и может быть использовано для разбраковки по критерию потенциальной надежности как в процессе производства, так и на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры. Сущность способа разбраковки полупроводниковых изделий заключается в измерении интенсивности шума до и после внешнего воздействия рентгеновским излучением дозой порядка 10 кР. Техническим результатом изобретения является повышение оперативности процесса разбраковки полупроводниковых изделий по потенциальной надежности. 1 табл.

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых изделий (ППИ) (диодов, транзисторов и интегральных схем), и может быть использовано для разбраковки по критерию потенциальной надежности как в процессе производства, так и на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры.

Известно из основ надежности ППИ [1], что качество и надежность конкретного изделия определяется количеством содержащихся в нем внутренних дефектов (дислокаций, неконтролируемых примесей, другие точечные дефекты). При радиационном облучении ППИ одним из основных эффектов является накопление заряда на внутренних дефектах, изменяющее поверхностное состояние на границе раздела диэлектрик - полупроводник, внутреннее электрическое поле р-n-перехода, что приводит к изменению электрических параметров, отражающих повышение концентрации дефектов и, как результат, снижение надежности каждого изделия.

Известно также из результатов технических отбраковочных и диагностических испытаний ППИ [2], что наличие дефектов в структуре ППИ неизбежно отражается на ходе процессов, связанных с переносом тока через структуру, что приводит к флуктуациям проводимости и воспринимается во внешней цепи как низкочастотный, (НЧ) шум, уровень которого пропорционален скорости деградации структуры.

Наиболее близким [3] является способ испытаний интегральных схем (ИС) до разделения пластин на кристаллы, включающий в себя задание коэффициента жесткости, связывающего ток в подложке со сроком службы ИС, который зависит от увеличения плотности поверхностных состояний на границе раздела Si-SiO₂ и воздействия ионизирующего излучения (ИИ) до дозы, вызывающей отказ изделия. Недостатком этого способа является необходимость проведения дополнительных испытаний для установления связи срока службы изделия с током в подложке, связанным с критической величиной плотности поверхностных состояний.

Изобретение направлено на повышение оперативности процесса разбраковки ППИ по потенциальной надежности. Это достигается тем, что до и после воздействия рентгеновским излучением проводят измерение НЧ шума изделия и по относительному увеличению величины НЧ шума судят о потенциальной надежности изделий.

Время воздействия и доза устанавливаются экспериментально для каждого изделия.

Пример осуществления способа. На 15 схемах случайной выборки типа ОР64 (операционный усилитель, выполненный по биполярной технологии) измерено значение шума на частоте 1000 Гц методом прямого измерения в цепи питания до и после воздействия рентгеновским излучением дозой 10кР, не приводящей к отказу изделий. Облучение проводилось на установке УРС 55 мощностью излучения 620 мР/сек.

Результаты измерений , а также величины относительного изменения шума до и после облучения К представлены в таблице.

Интенсивность шумов , мкВ², ИС типа ОР64 в цепи питания на частоте 1000 Гц при воздействии рентгеновского излучения
№ ИС	Исходное значение	Значение , мкВ², после облучения	K
1	1,86	2,30	1,24
2	2,65	3,40	1,28
3	2,05	2,61	1,27
4	2,41	3,03	1,26
5	2,93	3,81	1,30
6	2,32	2,64	1,14
7	2,52	2,83	1,12
8	2,16	2,41	1.11
9	2,70	3,07	1,14
10	2,78	3,24	1,17
11	2,32	2,48	1,07
12	2,76	2,92	1,06
13	2,32	2,49	1,07
14	1,92	2,11	1,10
15	2,32	2,53	1,09

Из таблицы видно, что ИС №5 имеет максимальное относительное изменение шума. При испытаниях на безотказность (500 ч, 85°С) эта ИС имела параметрический отказ.

Источники информации

1. Чернышев А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. - М.: Радио и связь, 1988. - 256 с.

2. Горлов М.И. Технологические отбраковочные и диагностические испытания полупроводниковых изделий / М.И.Горлов, В.А.Емельянов, Д.Л.Ануфриев. - Мн.: Белорусская наука, 2006. - 367 с.

3. Патент США 4816753. МКИ G01R 31/26, опубл. 26.03.89 г.

Способ разбраковки полупроводниковых изделий, включающий измерение интенсивности шума до и после внешнего воздействия, отличающийся тем, что на изделие воздействуют рентгеновским излучением дозой порядка 10 кР.

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности интегральных схем (ИС), и может быть использовано для сравнительной оценки надежности партий ИС как на этапе производства, так и на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры.

Способ отбора стойких к воздействию полной поглощенной дозы ионизирующего излучения транзисторных структур технологии кмоп/кнд // 2466417

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Способ сравнительной оценки партий транзисторов по надежности // 2465612

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к обеспечению надежности транзисторов. .

Солнечный преобразователь и электростанция для преобразования солнечной энергии в электрическую энергию // 2464584

Способ сравнительной оценки надежности полупроводниковых изделий в пластмассовых корпусах // 2464583

Фотоэлектрическая структура для измерения квантового выхода внутреннего фотоэффекта и способ ее изготовления // 2463617

Изобретение относится к исследованию оптических свойств и метрологии полупроводников и фотоэлектрических структур, а именно к измерению квантового выхода внутреннего фотоэффекта в полупроводниках.

Способ измерения квантового выхода внутреннего фотоэффекта в полупроводниках // 2463616

Интегральная тестовая структура для оценки надежности металлизации // 2460169

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано для контроля надежности металлизации, а именно металлической разводки, при производстве интегральных микросхем.

Устройство для контроля полупроводниковых изделий по вторым производным вольт-амперных и вольт-кулонных характеристик // 2460083

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к устройствам контроля и диагностики полупроводниковых изделий (ППИ), таких как диоды, транзисторы и интегральные схемы.

Способ определения вольт-фарадных характеристик силовых полупроводниковых приборов // 2456628

Изобретение относится к технике измерения электрических параметров полупроводниковых приборов и может быть использовано для контроля их качества. .

Способ обнаружения скрытых электрических дефектов матричных или линейных кремниевых моп мультиплексоров // 2474918

Изобретение относится к технологии изготовления и способам тестирования матричных или линейных МОП мультиплексоров

Установка для испытаний на совместное воздействие радиации и одиночных импульсов напряжения // 2478217

Изобретение относится к радиационной испытательной технике и предназначено для использования в системах испытаний на радиационную стойкость радиоэлектронной аппаратуры

Устройство для климатических испытаний полупроводниковых приборов // 2479889

Изобретение относится к контрольно-испытательному оборудованию изделий электронной техники

Способ отбраковки полупроводниковых изделий пониженного уровня надежности // 2484489

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения надежности полупроводниковых изделий (ППИ) (транзисторов и интегральных схем), и может быть использовано для обеспечения повышенной надежности партий изделий как на этапе производства, так и на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры

Способ сравнительной оценки надежности полупроводниковых изделий // 2490655

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых изделий (ПИИ), и может быть использовано для сравнительной оценки надежности партий НИИ как на этапе производства, так и на входном контроле на предприятиях - изготовителях радиоэлектронной аппаратуры

Способ отбраковки потенциально ненадежных транзисторов // 2490656

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения надежности транзисторов, и может быть использовано для разделения транзисторов по надежности в процессе производства, а также на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры

Способ сравнительной оценки надежности партий интегральных схем // 2492494

Устройство для определения шумовых параметров четырехполюсника свч // 2498333

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: устройство содержит измерительную интегральную схему с элементами с перестраиваемыми параметрами, вход которой соединен с генератором шума отрезка линии передачи, выход которого соединен с входом измеряемого четырехполюсника, измеритель коэффициента шума. Измерительная интегральная схема дополнительно содержит второй отрезок линии передачи на выходе, две емкости, резистор, индуктивность, две контактные площадки для подачи питания к измеряемому четырехполюснику. Элементы с перестраиваемыми параметрами выполнены в виде полевых транзисторов с барьером Шотки. На затвор полевого транзистора подают управляющее напряжение от соответствующего источника. Величина сопротивления резистора на порядок больше величины волнового сопротивления отрезка линии передачи на входе, величины индуктивности и емкости определяются из математических формул. Технический результат: расширение рабочей полосы частот, повышение точности измерений, упрощение устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для определения шумовых параметров четырехполюсника свч // 2499274

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: устройство содержит измерительную интегральную схему с перестраиваемыми параметрами, вход которой соединен с генератором шума посредством центрального проводника в виде отрезка линии передачи, выход которого соединен с входом измеряемого четырехполюсника, измеритель коэффициента шума. Измерительная интегральная схема содержит второй центральный проводник в виде отрезка линии передачи, две емкости, резистор, индуктивность, элемент с перестраиваемыми параметрами в виде полевого транзистора с барьером Шотки и две контактные площадки для подачи питания к измеряемому четырехполюснику. Величина сопротивления резистора на порядок больше величины волнового сопротивления отрезка линии передачи на входе, величины индуктивности и емкости определяются из математических формул. Технический результат: расширение рабочей полосы частот, повышение точности измерений, упрощение устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ контроля внутреннего квантового выхода полупроводниковых светодиодных гетероструктур на основе gan // 2503024

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам тестирования параметров планарных полупроводниковых светодиодных гетероструктур (ППСГ) на основе GaN. Способ включает облучение светоизлучающей полупроводниковой гетероструктуры пучком электронов и возбуждение катодолюминесценции, причем возбуждение катодолюминесценции осуществляют облучением в импульсном режиме с длительностью импульса от 10 нс до 400 нс. Энергию электронов обеспечивают преимущественно 18 кэВ и выше. Технический результат заключается в уменьшении влияния неоднородности ионизационных потерь и в устранении деградации активных слоев ППСГ при измерениях. 2 ил.