Способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых изделий

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых изделий ППИ (транзисторов и интегральных схем), и может быть использовано для сравнительной оценки надежности партий ППИ как на этапе производства, так и на входном контроле на предприятии - изготовителе радиоаппаратуры. Способ заключается в том, что на произвольных одинаковых выборках из партий производят измерение квадрата напряжения шума $$\overline{U_{ш}^2}$$ на частоте до 200 Гц до и после воздействия не менее чем пятью импульсами электростатического разряда обеих полярностей потенциалом, предельно допустимым по техническим условиям. Измерения проводят по выводам «эмиттер - база» транзисторов и «вход - общая точка» интегральных схем. Затем вычисляют значение коэффициента $$K=\overline{U_{шэср}^2}/\overline{U_{шн}^2}$$ , где $$U\overline{{}_{шн}^2}$$ и $${\overline{U}}_{шэср}^2$$ - значения квадрата напряжения шума до и после воздействия ЭСР, и по средним значениям коэффициента K для выборки сравнивают партии изделий. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей.

 

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

Известен способ сравнительной оценки надежности партий транзисторов [1], в соответствии с которым проводят выборочные испытания партий транзисторов воздействием электростатических зарядов. На каждый транзистор выборки подают электростатические разряды потенциалом, вдвое большим, чем допустимый по техническим условиям, каждый раз повышая его на 20-30 В до появления параметрического или катастрофического отказа.

Недостаток данного способа - испытание является разрушающим.

Представленное изобретение направлено на устранение этого недостатка и повышение функциональных возможностей способа.

Предложенный способ сравнительной оценки партии ППИ основывается на измерении среднего значения коэффициента увеличения квадрата напряжения низкочастотного шума после воздействия электростатическим разрядом ЭСР, потенциалом, предельно допустимым по техническим условиям.

Способ осуществляется следующим образом: от каждой партии изделий одного типа (количество партий неограниченно) методом случайной выборки отбирают одинаковое количество изделий. У каждого из отобранных изделий измеряют значение интенсивности шума на частоте до 200 Гц на транзисторах по выводам «эмиттер - база» и на интегральных схемах по выводам «вход - общая точка» [2]. Затем на каждое изделие подают не менее пяти импульсов электростатических разрядов обеих полярностей потенциалом, допустимым по техническим условиям, на выводы «эмиттер - база» транзисторов и «вход - общая точка» интегральных схем, имеющие наибольшую чувствительность к ЭСР [3]. Вновь измеряют значение шума $${\overline{U}}_{шэср}^2$$ , находят отношение $$K=\overline{U_{шэср}^2}/\overline{U_{шн}^2}$$ . Затем для каждой выборки находят среднее значение K, по величине которого оценивают надежность ППИ выборки, т.е. и партии изделий. Способ был опробован на выборках из двух партий интегральных схем типа ОРА735 (операционные усилители, выполненные по КМОП технологии). Измеренные значения и коэффициент K представлены в таблице.

№ ИС	1 партия	2 партия
	Значение $$\overline{U_{ш}^2}$$ , мВ2	K	Значение $$\overline{U_{ш}^2}$$ , мВ2	K
Начало измерений	После ЭСР	Начало измерений	После ЭСР
1	3,07	5,00	1,63	3,42	5,34	1,56
2	3,25	5,18	1,59	3,00	4,73	1,57
3	2,77	4,53	1,64	2,68	4,56	1,70
4	2,64	4,66	1,77	3,26	4,92	1,51
5	3,10	4,64	1,50	3,08	5,08	1,65
6	2,62	4,34	1,66	2,98	4,83	1,62
	Kср	1,63	Kср	1,60

Первая колонка представляет собой порядковый номер интегральной схемы. Во вторую и третью колонки занесены результаты измерения шума до и после воздействия ЭСР. В четвертой колонке представлены результаты расчета коэффициента K. K_ср представляет собой среднее значение коэффициента K для данной выборки и определяется как $$K_{ср}=\frac{\Sigma K}{n},$$ где n - число интегральных схем. В последующих колонках представлены аналогичные результаты для выборки из второй партии интегральных схем. Из таблицы видно, что среднее значение коэффициента K для второй выборки меньше, чем для первой, поэтому считаем, что вторая партия более надежная.

Источники информации

1. Патент РФ №2226698, GOl R31/26 опубл 10.04.2004.

2. Горлов М.И., Ануфриев Л.И., Достанко А.К., Смирнов Д.Ю. диагностика твердотельных структур по параметрам низкочастотного шума - Мн.: Интеграл полиграф, 2006. - 112 с.

3. Горлов М.И., Емельянов А.В., Плебанович В.М. Электростатические заряды в электронике - Мн.: Бел. Наука, 2006 - 295 с.

Способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых приборов, в соответствии с которым на произвольных одинаковых выборках из партий проводят измерение квадрата напряжения шума $$\overline{U_{ш}^2}$$ на частоте до 200 Гц на транзисторах по выводам «эмиттер - база» и на интегральных схемах по выводам «вход - общая точка», отличающийся тем, что измерение шума проводят до и после воздействия не менее чем пятью импульсами электростатического разряда напряжением, предельно допустимым по техническим условиям, затем вычисляют значение коэффициента увеличения квадрата напряжения низкочастотного шума
$$K=\overline{\frac{U^2{}_{шэср}}{\overline{U^2{}_{шн}}}}$$ ,
где $${\overline{U^2}}_{шн}$$ - значение квадрата напряжения шума до воздействия электростатическим разрядом, $$\overline{U^2{}_{шэср}}$$ - значение квадрата напряжения шума после воздействия электростатическим разрядом, после чего вычисляют средние значения коэффициента K для каждой выборки и по средним значениям сравнивают партии изделий.