Способ сравнительной оценки партий полупроводниковых изделий по надежности
Владельцы патента RU 2702962:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых изделий, и может быть использовано для сравнительной оценки качества и надежности партий изделий одного типа как на этапе производства, так и на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры. Технический результат - неразрушающий способ, позволяющий расширить область применения и повысить достоверность отбраковки полупроводниковых изделий по надежности по сравнению с существующими аналогичными способами. В способе сравнительной оценки партий полупроводниковых изделий по надежности на одинаковых выборках из партий проводят измерения информативных параметров при комнатной температуре до и после испытаний на безотказность в течение 100 часов, затем сравнивают средние значения коэффициента увеличения информативного параметра/параметров для выборок. 2 табл.
Предлагаемый способ относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых изделий (ППИ): диодов, транзисторов и интегральных схем, и может быть использован для сравнительной оценки качества и надежности партий изделий одного типа, как на этапе производства, так и на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры.
Известен способ сравнительной оценки надежности партий транзисторов патент РФ №2226698 R 31/26, опубликован 10.04.2004, в соответствии с которым проводят выборочные испытания партий транзисторов воздействием электростатических разряд (ЭСР). На каждый транзистор выборки подают электростатические разряды потенциалом вдвое большим, чем допустимый по техническим условиям, затем каждый раз повышают на 20-30 В до появления параметрического или катастрофического отказа.
Наиболее близким к заявляемому изобретению способ сравнительной оценки надежности полупроводниковых изделий патент РФ №2538032 R 31/26, опубликован 10.01.2015, суть которого заключает в измерении значения интенсивности низкочастотного шума на транзисторах по выводам «эмиттер-база» и на интегральных схемах «вход-общая точка». Затем на каждое изделие подают не менее пяти импульсов ЭСР обоих полярностей потенциалом, допустимом по техническим условиям на выходы «эмиттер-база» транзисторов и «вход-общая точка» интегральных, схем имеющих наибольшую чувствительность к ЭСР и вновь измеряют значения низкочастотного шума, находят отношения значений НЧШ после воздействие ЭСР к начальному значению и по величине среднего значения этого отношения сравнивают надежность партии изделий.
Недостатка данного способа - использование ресурса изделия при разрушающих испытаниях.
Задача - повышение достоверности отбраковки полупроводниковых изделий и расширение области применения способа при неразрушающих испытаниях.
Для решения поставленной задачи в способе сравнительной оценки партий полупроводниковых изделий по надежности, в соответствии с которым на одинаковых произвольных выборках из партий проводят измерения информативных параметров при комнатной температуре до испытаний на безотказность и после 100 ч испытаний, после чего сравнивают средние значения коэффициента увеличения информативного параметра/параметров.
Предлагаемый способ основан на измерении электрических информативных параметров изделий (в качестве которых выступают электрические характеристики, определяемые ТУ на конкретное полупроводниковое изделие) на одинаковых выборках из партий (количество партий не ограничено) до воздействия испытаний; испытания на безотказность в течение 100 часов в режиме, указанном в ТУ, с последующей выдержки в течение 2-х часов в нормальных условиях; контрольным замером тех же электрических информативных параметров изделий после испытаний; расчет коэффициентов информативных параметров, сравнение коэффициентов и вывод о сравнительной надежности партий.
Для эксперимента взяли по 10 шт. ИС типа 134РУ6 из двух партий и измерили два информативных параметра: выходное напряжение логического нуля UOL ≤ 0.4 В при выходном токе IOL = 8 мА и выходное напряжение логической единицы UOH ≥ 2,6 В - до и после испытаний на безотказность.
Результаты эксперимента представлены в таблице 1 и 2, здесь
Сравним по табл. 1 табл. 2 поведение параметра UOL, ограниченного значениями сверху 0,4 В. Видно, что по этому параметру партия 2 будет более надежной, т. к. K2ср2 = 0,874, т.е. менее 1, а значит, параметр UOL во второй партии не возрастает.
По параметру UOH, ограниченного значением 2,6 В снизу, видим, что партия 1 будет менее надежной, т. к. К3ср3 = 0,989, т. е. менее 1, а партия №2 будет более надежной, т.к. параметр UOH растет.
По обоим параметрам имеем, что партия 2 будет более надежной.
Способ сравнительной оценки партий полупроводниковых изделий по надежности, заключающийся в измерении электрических информативных параметров изделий (указанных в ТУ) на одинаковых произвольных выборках из партии до и после испытаний, отличающийся тем, что измерение информативных параметров изделия на одинаковых выборках из партий проводят при комнатной температуре в течение 100 часов по допустимым техническим условиям с последующей выдержкой в течение 2 часов в нормальных условиях и по сравнению среднего значения коэффициента увеличения информативного параметра/параметров делают вывод о сравнительной надежности партий ИС.
