СПОСОБ РАЗБРАКОВКИ ПАРТИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ ПО РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ Российский патент 2005 года по МПК G01R31/28 

Изобретение относится к области испытания и контроля цифровых полупроводниковых интегральных микросхем (ИС) высокого быстродействия и может быть использовано в цеховых условиях сборочного производства электронных средств при входном контроле показателей радиационной стойкости ИС, содержащих запоминающие устройства (ЗУ). При этом под контролем понимается выявление группы изделий, из числа поставляемых на сборочное производство, которые удовлетворяют установленным требованиям, и группы остальных изделий, которые, в свою очередь, не отвечают предъявляемым к ним требованиям, например, по радиационной стойкости. Одним из наиболее эффективных и достоверных методов контроля изделий является контроль по эталонному (контрольному) образцу [1, 2].

В дальнейшем отобранная элементная база подлежит установке в аппаратуру, подвергающуюся воздействию ионизирующего излучения. Это - бортовая аппаратура специального назначения, космических станций и спутников, схемы управления и обслуживания импульсных и других ядерных реакторов (электростанций, силовых энергетических установок ледоколов, исследовательских и испытательных центров), а также аппаратура управления ускорителями заряженных частиц [3].

Задача, которая решается с помощью предлагаемого способа, заключается в том, что комплектующие однотипные ИС ЗУ перед установкой их в аппаратуру необходимо разделить (разбраковать) на группы с различными показателями радиационной стойкости. Микросхемы из группы повышенной стойкости подлежат установке в особо ответственных (с точки зрения правильности функционирования при воздействии излучения) каскадах аппаратуры. Микросхемы из группы ненормируемой (пониженной) стойкости предназначены для реализации каскадов аппаратуры, некритичных к возможным временным сбоям функционирования при воздействии ионизирующего излучения [3, с.119, строки 20... 25; 4; 5, с.54].

Известен способ отбраковки полупроводниковых приборов, заключающийся в математическом моделировании переходных процессов в комплектующих ИС и в вычислении времени потери работоспособности и уровня бессбойной работы (УБР) ИС как функции параметров и электрофизических свойств ИС и характеристик излучения [6, с.34... 35, рис.1].

Недостатком способа является высокая сложность и, как следствие, низкая достоверность определения времени потери работоспособности и УБР ИС, так как для выполнения расчетов необходима информация о динамических и электрических параметрах и электрофизических свойствах материалов структурных элементов конкретно каждого экземпляра комплектующих ИС. Проведение подобного контроля на предприятии-изготовителе ИС требует осуществления трудоемких организационно-технических мероприятий, а на предприятии-изготовителе аппаратуры практически невозможно из-за необходимости применения разрушающих методов контроля ИС. Кроме того, низкая достоверность определения времени потери работоспособности ИС обусловлена тем, что математические модели не учитывают эффекты, связанные с высокой интенсивностью излучения - для кремния более 10⁸ рад/с [6, с.40]. Тем самым способ практически неприемлем при вычислении показателей для уровней радиации выше 10⁸ рад/с. Низкая достоверность способа объясняется также тем, что способ не обеспечивает определение УБР конкретных экземпляров ИС.

В настоящее время находят применение для оценки показателей радиационной стойкости ИС методы контроля, основанные на определении показателей стойкости ИС по результатам измерения параметров электрических процессов в полупроводниковых кристаллах ИС, вызванных внешними воздействиями (электрическими, лазерными, радиационными). Возможность применения подобных методов для оценки радиационной стойкости ИС следует из адекватности переходных процессов, протекающих в кристалле ИС при прохождении электрических импульсов и воздействии импульсов ионизирующего излучения, так как оба переходных процесса в ИС обусловлены генерационно-рекомбинационными свойствами материалов одних и тех же полупроводниковых структур ИС [3, с.58... 59; 6, с.36; 10, с.37; 11, с.195].

Широкое распространение имеют способы радиационных испытаний элементной базы аппаратуры. Результаты испытаний при воздействии гамма-излучения являются достаточно общими для любых видов излучения [3, с.119, строки 15... 20; 7, с.117, строки 3... 6]. Для исследования воздействия гамма-квантов на полупроводниковые приборы применяются импульсные рентгеновские установки или линейные ускорители [8, с.11; 9, с.255, рис.6.17]. Однако проведение радиационных испытаний на мощных установках типа ИГУР-1, РИУС-5 и других ускорителях (располагаемых в специальных защитных сооружениях, имеющих объем зоны облучения 1... 2 м³ и уровень мощности дозы гамма-излучения до 10¹⁴ рад/с) характеризуется высокой трудоемкостью и низкой оперативностью (0,5... 4 часа) подготовки каждого пуска [7, с.33, табл. 1.10]. Установки обладают высокой погрешностью воспроизведения параметров излучения в отдельных пусках и низкой точностью дозиметрии. Кроме того, воздействие излучения на ИС приводит к возможности протекания деградационных процессов внутри полупроводниковой структуры [7, с.118], что, зачастую, исключает возможность дальнейшего использования этих ИС в аппаратуре из-за низкой достоверности полученных результатов.

Для уменьшения затрат, связанных непосредственно с радиационными испытаниями, и исключения возможной деградации параметров ИС при облучении широко используют выборочный контроль, который предусматривает формирование из партии микросхем представительной выборки изделий [12; 13 ]. На основании результатов радиационных испытаний выборки ИС классифицируют (принимают или не принимают) всю партию микросхем.

При проведении радиационного контроля выборки ИС ЗУ применяют способы проверки правильности их функционирования после или при воздействии ионизирующего излучения [9, с.255, рис.6.17], с использованием различных информационно-измерительных систем [15; 16; 17].

Известен способ контроля содержимого внутренней памяти процессора [17], основанный на визуализации состояний элементов внутренней памяти процессора. Способом предусматривается вывод данных из памяти через специальные средства на мониторное устройство. Способ обеспечивает контроль содержимого каждой ячейки в матрице элементов памяти при ее испытании.

Способ характеризуется низкой достоверностью и высокой трудоемкостью контроля, так как радиационным испытаниям необходимо подвергать все ИС ЗУ из партии. Способ требует разработки и применения сложных специальных средств для вывода информации на мониторное устройство. В случае реализации процедуры выборочного контроля ИС указанный способ позволяет лишь отбраковать (принять или не принять) всю партию ИС ЗУ без разделения на группы стойкости, что также характеризует его низкую достоверность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ разбраковки партии запоминающих устройств по радиационной стойкости [18].

Способом предусматривается отбор из партии интегральных микросхем представительной выборки запоминающих устройств для испытания. Их нумерация. Подача на шины питания поочередно каждой микросхемы выборки линейно возрастающего до номинального значения напряжения питания. Считывание поэлементно в дополнительное запоминающее устройство контроллера содержимого матрицы элементов памяти испытываемого запоминающего устройства. Инвертирование в контроллере этого содержимого поразрядно в тестовый информационный массив. Запись его в те же элементы памяти соответствующего испытываемого запоминающего устройства. Определение для каждой микросхемы выборки значения времени сохранения тестового информационного массива в элементах памяти запоминающего устройства при импульсном отключении напряжения питания. Измерение уровня бессбойной работы каждой микросхемы выборки при воздействии ионизирующего излучения. Установление для выборки микросхем корреляционной взаимосвязи данных измерения и проведение разбраковки партии микросхем через подачу на шины питания поочередно каждой микросхемы линейно возрастающего до номинального значения напряжения питания, считывание поэлементно содержимого матрицы элементов памяти каждой микросхемы в контроллер, поразрядное инвертирование этого содержимого в тестовый информационный массив, запись его в те же элементы памяти соответствующей микросхемы, измерение времени сохранения тестового информационного массива в элементах памяти этих микросхем при импульсном отключении напряжения питания и разделение микросхем партии на группы.

Способ не обеспечивает высокую достоверность результатов разбраковки. Так например, из анализа выражения, приведенного в [18], для исчисления относительной погрешности определения времени сохранения тестового информационного массива контролируемых микросхем δ =Δ t/t_coxp·_{100%, следует, что для снижения погрешности необходимо уменьшать величину шага приращения Δ t отключающего импульса напряжения питания tоткл. Однако, данный прием приводит к значительному снижению оперативности контроля выборки микросхем и партии ИС ЗУ в целом из-за резкого увеличения числа итераций замкнутых циклов в процессе испытания каждой ИС и является неприемлемым при проведении контроля микросхем высокого быстродействия (обладающих малой длительностью переключательных процессов в элементах) из-за высокой чувствительности таких микросхем к окружающей помеховой обстановке, наводкам и уровню ложных сигналов в информационных цепях и шинах питания. Кроме того, передача коротких сигналов управления и контроля по длинным кабельным и проводным линиям связи контрольно-испытательного оборудования приводит к искажению формы передаваемых сигналов и, как следствие, к возникновению ошибок в массиве измерительной информации, что все вместе означает снижение достоверности результатов контроля.}

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение достоверности разбраковки партии ИС ЗУ высокого быстродействия на группы с различными показателями радиационной стойкости.

Указанная задача решается тем, что в способе разбраковки партии интегральных запоминающих устройств по радиационной стойкости к действию ионизирующего излучения, преимущественно по уровню бессбойной работы контрольного образца микросхем высокого быстродействия, до измерения уровня бессбойной работы микросхемы выборки охлаждают до минимально допустимой температуры, при которой определяют для каждой из них значение времени сохранения соответствующего тестового информационного массива в элементах памяти запоминающего устройства при импульсном отключении напряжения питания. Корреляционную взаимосвязь данных для выборки микросхем устанавливают между значениями уровня бессбойной работы и значениями времени сохранения тестового информационного массива при нормальной и минимально допустимой температурах и затем отбирают из выборки контрольный образец с требуемым граничным значением уровня бессбойной работы и определяют для него численное граничное значение времени сохранения тестового информационного массива при минимально допустимой температуре. До проведения разбраковки каждую микросхему партии охлаждают до минимально допустимой температуры, при которой затем измеряют время сохранения тестового информационного массива, и при разделении партии отбирают в первую группу микросхемы, превышающие по стойкости контрольный образец, а во вторую группу микросхемы, не превышающие по стойкости контрольный образец, по результатам сопоставления их значения времени сохранения тестового информационного массива с граничным значением времени сохранения тестового информационного массива контрольного образца для данной температуры.

Для реализации основополагающих операций предлагаемого способа применяются контроллер, специализированный источник питания и охлаждающее устройство.

Контроллер представляет собой цифровое вычислительное устройство, содержащее дополнительное ЗУ (с объемом памяти не менее чем у контролируемой ИС ЗУ), схему управления и генерации адресов (которая осуществляет управление всеми элементами устройства и перебор адресов ячеек памяти ИС ЗУ), одноразрядный инвертор и схему сравнения данных, считанных из контролируемой ИС ЗУ, с тестовым информационным массивом. В качестве контроллера может применяться микроЭВМ (персональный компьютер). В этом случае появляется возможность оптимальной подготовки и проведения электрических измерений, расчета корреляционной взаимосвязи и разбраковки партии ИС ЗУ с применением гибкого универсального программного обеспечения.

Специализированный источник питания микросхем обеспечивает формирование по командам контроллера линейно нарастающего напряжения питания ИС ЗУ, а также формирование на выходе источника питания импульсов кратковременного отключения напряжения питания микросхем заданной длительности.

Охлаждающее устройство предназначено для установки и поддержания температурного режима испытаний ИС ЗУ и реализуется, например, с помощью термобатарей на элементах Пельтье.

Порядок выполнения операций предлагаемого способа разбраковки партии ИС ЗУ состоит в следующем:

1. Из партии ИС ЗУ, подлежащих разбраковке по УБР контрольного образца, отбирают представительную выборку микросхем. Объем представительной выборки (в зависимости от объема партии и требований риска) устанавливают в соответствии с рекомендациями [12, 13].

2. Каждой ИС ЗУ выборки присваивают порядковый номер, который, например, наносят на корпус ИС.

3. На шины питания каждой микросхемы из выборки подают линейно возрастающее до номинального значения напряжение питания.

4. Считывают содержимое матрицы элементов памяти ИС ЗУ в дополнительное запоминающее устройство контроллера, последовательно перебирая адреса всех ячеек в матрице ИС ЗУ. Регистрируемое содержимое матрицы элементов памяти для каждой испытуемой ИС ЗУ является устойчиво воспроизводимым информационным массивом, т.е. при каждом включении напряжения питания ИС ячейки памяти ЗУ переходят в одни и те же логические состояния. Это обусловлено тем, что триггеры элементов памяти запоминающих устройств обладают асимметричностью, которая проявляется в наличии преимущественных логических состояний плеч триггеров при переходе транзисторов в рабочий режим из открытого (насыщенного) и закрытого (отключенного) состояний [3, с.117, строки 4... 12; 19; 20].

5. Поразрядно инвертируют в контроллере считанное содержимое и получают тестовый информационный массив.

6. Записывают полученный тестовый информационный массив в испытуемую микросхему выборки по соответствующим адресам.

7. Определяют время сохранения тестового информационного массива при импульсном отключении напряжения питания ИС. Для этого кратковременно отключают напряжение питания ИС на время t_откл=t₁ и регистрируют полученные состояния матрицы элементов памяти. Сопоставляют полученные состояния ЯП при помощи схемы сравнения с тестовым информационным массивом этой ИС. Например, изменений нет. Далее увеличивают с определенным шагом Δ t длительность отключающего импульса t_откл, поступающего с выхода источника напряжения питания (т.е. t_откл={t₁, t₂, t₃, ... }), и находят значение длительности отключающего импульса t_откл, при котором произошло переключение одной или нескольких ячеек в матрице элементов памяти. Время сохранения информационного массива для ИС ЗУ определяют как среднюю величину в интервале последнего шага изменения длительности импульса отключения t_откл напряжения питания

t_coxp=t₂+(t₃-t₂)/2,

где t₁ - последнее значение длительности отключающего импульса t_откл, при котором не было изменений в состоянии матрицы элементов памяти ИС ЗУ;

t₃ - значение длительности отключающего импульса t_откл, при котором произошло переключение одной или нескольких ЯП.

Погрешность δ нахождения времени сохранения тестового информационного массива зависит от величины шага изменения длительности отключения напряжения питания

δ =(t₃-t₂)/t_coxp·_{100%=Δ t/tcoxp·100%,}

где (t₃-t₂)=Δ t - шаг изменения длительности отключающего импульса t_откл.

8. Охлаждают микросхемы выборки до минимально допустимой температуры. Значение температуры должно соответствовать, например, нижней границе интервала рабочих температур для контролируемых ИС, которые могут принимать значения от -60 до +1° C [21, С.29... 34, табл. 1-3].

9. Определяют время сохранения тестового информационного массива для всех микросхем выборки при минимально допустимой температуре в соответствии с действиями по п.7.

10. Проводят радиационные испытания всех микросхем выборки известными методами и определяют УБР каждой из них [9, с.255, рис.6.17]. Устанавливают группы разбраковки ИС по численному граничному значению УБР.

11. Выявляют корреляционную зависимость между значениями УБР и значениями времени сохранения тестового информационного массива для ИС выборки при нормальной и минимальной температурах и определяют граничные значения времени сохранения тестового информационного массива, соответственно, для нормальной и минимальной температур.

Корреляция между значениями УБР и временем сохранения тестового информационного массива обусловлена адекватностью переходных процессов, протекающих в кристалле ИС при прохождении электрических импульсов и воздействии импульсов ионизирующего излучения, так как оба переходных процесса обусловлены генерационно-рекомбинационными свойствами материалов одних и тех же полупроводниковых структур ИС [3, с.58-59; 6, с.36; 10, с.37; 11, с.195].

12. Отбирают из выборки контрольный образец с требуемым граничным значением УБР на основе корреляционных данных п.11 и определяют для него численное граничное значение времени сохранения тестового информационного массива при минимально допустимой температуре.

13. При разбраковке партии ИС ЗУ на группы стойкости:

- охлаждают первую контролируемую ИС ЗУ из партии до минимально допустимой температуры;

- подают на ее шины питания линейно возрастающее до номинального значения напряжение питания;

- поэлементно считывают содержимое матрицы элементов памяти этой ИС в дополнительное ЗУ контроллера;

- поразрядно инвертируют это содержимое в тестовый информационный массив;

- записывают полученный тестовый информационный массив в те же элементы памяти контролируемой ИС;

- измеряют время сохранения тестового информационного массива в элементах памяти этой ИС при импульсном отключении напряжения питания (порядок действий при измерении в соответствии с п.7);

- сопоставляют измеренное значение времени сохранения тестового информационного массива контролируемой ИС с граничными значениями времени сохранения для контрольного образца при данной температуре (см. п.12), по результатам которого контролируемую микросхему отбирают либо в первую группу, превышающую по стойкости контрольный образец, либо во вторую группу, не превышающую его по стойкости.

14. Повторяют действия по п.13 с остальными ИС ЗУ из партии.

Таким образом, в результате циклического выполнения операций предлагаемого способа разбраковки партия контролируемых ИС ЗУ разделяется на две группы с показателями УБР, превышающими по стойкости контрольный образец, и показателями УБР, не превышающими его по стойкости.

Способ обеспечивает повышение достоверности, результатов разбраковки за счет снижения относительной погрешности измерения времени сохранения тестового информационного массива контролируемых микросхем (см. акт испытаний).

Например, анализируя вышеприведенное в п.7 выражение [18] для исчисления относительной погрешности определения времени сохранения тестового информационного массива контролируемых микросхем δ =Δ t/t_coxp·_{100%, следует заключить, что снижение погрешности обеспечивается при увеличении длительности tcoxp процесса сохранения тестового информационного массива контролируемых микросхем. В данном случае под длительностью процесса понимается промежуток времени от момента отключения напряжения питания триггеров до момента возможного переключения триггера в предпочтительное состояние в случае подачи на триггер в данный момент времени напряжения питания. То есть данный процесс протекает во всех полупроводниковых элементах триггерных структур ИС ЗУ при фактическом отсутствии электрических потенциалов на электродах. Следовательно, обусловливается в основном лишь процессами рассасывания избыточных и наведенных зарядов через ниспадающие токи утечки и рекомбинацию носителей заряда [22, с.19]. Кроме того, зависимость времени жизни носителей заряда от температуры носит монотонный характер [22, с.57, рис. 1-26], что предопределяет пропорциональность изменения временных параметров полупроводниковых элементов при охлаждении. Учитывая, что охлаждение приводит к снижению проводимости полупроводников [22, с.20] (т.е. к увеличению их электрического сопротивления R), то, соответственно, растет постоянная времени рассасывания зарядов RC (где С - электрическая емкость), и, как следствие, возрастает параметр tсохр. Данное увеличение tcoxp означает снижение относительной погрешности δ при неизменности шага приращения Δ t в условиях охлаждения контролируемых микросхем, т.е.,}

если t_coxp2>t_coxp1, a Δ t₁=Δ t₂, то δ ₂<δ ₁,

где t_coxp1, Δ t₁, δ ₁ - соответственно, измеренное значение времени сохранения тестового информационного массива контролируемой ИС, шаг изменения длительности отключающего импульса t_откл и погрешность определения времени сохранения тестового информационного массива при нормальной температуре окружающей среды,

t_coxp1, Δ t₂, δ ₂ - соответственно, измеренное значение времени сохранения тестового информационного массива контролируемой ИС, шаг изменения длительности отключающего импульса t_откл и погрешность определения времени сохранения тестового информационного массива при минимально допустимой температуре окружающей среды.

Учитывая, что в полупроводниковых ИС ЗУ высокой степени интеграции элементы памяти занимают площадь кристалла до 70% [23], а также зачастую используются в качестве тестовых элементов на кристалле БИС, СБИС и микропроцессоров [24], предлагаемый способ обеспечивает возможность наиболее достоверной разбраковки многих типов ИС по показателям радиационной стойкости к действию интенсивных полей ИИ, в частности, по УБР.

Кроме того, способ обеспечивает возможность проведения сопоставительного контроля отдельных партий однотипных микросхем различных производителей при наличии нормативно утвержденного эталонного образца.

Использованные источники информации

1. ГОСТ 15604 - 81. Виды контроля. - М.: Изд. стандартов, 1982.

2. Управление качеством электронных средств / О.П.Глудкин, А.И.Гуров, А.И.Коробов и др. Под ред. О.П.Глудкина. - М.: Высш. шк., 1994. - 414с.

3. Мырова Л.О., Чепиженко А.З. Обеспечение стойкости аппаратуры связи к ионизирующим и электромагнитным излучениям. - М.: Радио и связь, 1988. - 296 с.

4. Чернышев А.А., Ведерников В.В., Голеев А.П., Горюнов Н.И. Радиационная отбраковка полупроводниковых приборов и интегральных схем // Зарубежная электронная техника, 1979, №5 (200), стр. 3-25.

5. Агамалян Л.Р., Букия И.Я., Герасимов А.Б. и др. Радиационная стойкость интегральных схем на биполярных транзисторах // Зарубежная электронная техника, 1972, №10, стр. 51-57.

6. Борисенко В.Е. и др. Моделирование цифровых биполярных ИС, работающих при радиационном воздействии // Зарубежная электронная техника, 1975, №5, стр. 34-59 (аналог).

7. Першенков B.C., Попов В.Д., Шальнов А.В. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных микросхем. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 256с.

8. Финнел и др. Оценка радиационных эффектов в электронных компонентах с помощью эквивалентных схем // Электроника, т.40, 1967, №22.

9. Глудкин О.П., Черняев В.Н. Технология испытания микроэлементов радиоэлектронной аппаратуры и интегральных микросхем. - М.: Энергия, 1980. - 360 с. (аналог).

10. Аствацатурьян Е.Р., Раткин А.В., Скоробогатов П.К., Чумаков А.И. Переходные ионизационные эффекты в цифровых интегральных микросхемах // Зарубежная электронная техника, 1983, №9(267), стр. 36-72.

11. Агаханян Т.М., Аствацатурьян Е.Р., Скоробогатов П.К., Чумаков А.И. Радиационная стойкость интегральных микросхем/УМикроэлектроника, 1980, т. 9, выпуск 3, с. 195-201.

12. ГОСТ 15 895-77 (СТ СЭВ 547-77). Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения.- М.: Изд. стандартов, 1978.

13. ГОСТ 18 242-72 (СТ СЭВ 548-77, СТ СЭВ 1673-79). Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку. Планы контроля. - М.: Изд. стандартов, 1982.

14. Эйдукас Д.Ю., Орлов Б.В., Попель Л.М. и др. Измерение параметров цифровых интегральных микросхем. - М.: Радио и связь, 1982. - 368 с., ил. (серия: Измерения в электронике).

15. Грачев О.Г., Данилин Н.И., Духовской Л.В. и др. Система "Элекон СФ" для контроля электрических параметров БИС ЗУ и микропроцессоров // Электронная промышленность, 1980, вып.6(90), стр. 21-31.

16. Япония, заявка №63-56570, РЖ "Изобретения стран мира", №17, 1989.

17. Япония, заявка №1-58536, РЖ "Изобретения стран мира", №15, 1990 (аналог).

18. Патент 2149417 РФ, МПК G 01 R 31/28, G 06 F 11/22. Способ разбраковки партии интегральных запоминающих устройств по радиационной стойкости / Давыдов Н.Н., Бушевой С.Н., Бутан В.И., Кудаев С.В. - №98106421/09; Заявлено 07.04.1998.- Опубл.20.05.2000. Бюл. №14 (прототип).

19. Гребен А.Б. Проектирование аналоговых интегральных схем / Под ред. Е.Х.Караерова. - М.: Энергия, 1976. - 225с.

20. Патрикеев Л.Н., Поленецкий Б.И., Попов В.Д. Радиационная стойкость полупроводниковых приборов и интегральных схем. - М.: МИФИ, 1975. - 128с.

21. Справочник по интегральным микросхемам / Б.В.Тарабрин, С.В.Якубовский, Н.А.Барканов и др. Под ред. Б.В.Тарабрина. - М.: Энергия, 1981. - 816 с., ил.

22. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. - М.: Энергия, 1977. - 672 с., ил.

23. Андреев В.П., Баранов В.В., Бекин Н.В. и др. Полупроводниковые запоминающие устройства и их применение / Под ред. А.Ю.Гордонова. - М.: Радио и связь, 1981.- 344 с.: ил.

24. Автоматизированный тестовый контроль производства БИС / С.С.Булгаков, Д.Б.Десятов, С.А.Еремин, В.В.Сысоев. - М.: Радио и связь, 1992. - 192 с.: ил.

Изобретение относится к области испытания и контроля цифровых полупроводниковых интегральных микросхем (ИС) высокого быстродействия и может быть использовано в цеховых условиях сборочного производства электронных средств при входном контроле показателей радиационной стойкости ИС, содержащих запоминающие устройства (ЗУ). Технический результат изобретения: повышение достоверности разбраковки партии ИС ЗУ высокого быстродействия на группы с различными показателями радиационной стойкости. Сущность: в способе разбраковки партии интегральных запоминающих устройств по радиационной стойкости к действию ионизирующего излучения, преимущественно по уровню бессбойной работы контрольного образца микросхем высокого быстродействия, до измерения уровня бессбойной работы микросхемы выборки охлаждают до минимально допустимой температуры, при которой определяют для каждой из них значение времени сохранения соответствующего тестового информационного массива в элементах памяти запоминающего устройства при импульсном отключении напряжения питания. Корреляционную взаимосвязь данных для выборки микросхем устанавливают между значениями уровня бессбойной работы и значениями времени сохранения тестового информационного массива при нормальной и минимально допустимой температурах и затем отбирают из выборки контрольный образец с требуемым граничным значением уровня бессбойной работы и определяют для него численное граничное значение времени сохранения тестового информационного массива при минимально допустимой температуре. До проведения разбраковки каждую микросхему партии охлаждают до минимально допустимой температуры, при которой затем измеряют время сохранения тестового информационного массива, и при разделении партии отбирают в первую группу микросхемы, превышающие по стойкости контрольный образец, а во вторую группу микросхемы, не превышающие по стойкости контрольный образец, по результатам сопоставления их значения времени сохранения тестового информационного массива с граничным значением времени сохранения тестового информационного массива контрольного образца для данной температуры.

Способ разбраковки партии интегральных запоминающих устройств по радиационной стойкости к действию ионизирующего излучения, преимущественно по уровню бессбойной работы контрольного образца микросхем высокого быстродействия, включающий отбор из партии интегральных микросхем представительной выборки запоминающих устройств для испытания, нумерацию, подачу на шины питания поочередно каждой микросхемы выборки линейно возрастающего до номинального значения напряжения питания, считывание поэлементно в дополнительное запоминающее устройство контроллера содержимого матрицы элементов памяти испытываемого запоминающего устройства, инвертирование в контроллере этого содержимого поразрядно в тестовый информационный массив, запись его в те же элементы памяти соответствующего испытываемого запоминающего устройства, определение для каждой микросхемы выборки значения времени сохранения тестового информационного массива в элементах памяти запоминающего устройства при импульсном отключении напряжения питания, измерение уровня бессбойной работы каждой микросхемы выборки при воздействии ионизирующего излучения, установление для выборки микросхем корреляционной взаимосвязи данных измерения и проведение разбраковки партии микросхем через подачу на шины питания поочередно каждой микросхемы линейно возрастающего до номинального значения напряжения питания, считывание поэлементно содержимого матрицы элементов памяти каждой микросхемы в контроллере, поразрядное инвертирование этого содержимого в тестовый информационный массив, запись его в те же элементы памяти соответствующей микросхемы, измерение времени сохранения тестового информационного массива в элементах памяти этих микросхем при импульсном отключении напряжения питания и разделение микросхем партии на группы, отличающийся тем, что до измерения уровня бессбойной работы микросхемы выборки охлаждают до минимально допустимой температуры, при которой определяют для каждой из них значение времени сохранения соответствующего тестового информационного массива в элементах памяти, запоминающего устройства при импульсном отключении напряжения питания, корреляционную взаимосвязь данных для выборки микросхем устанавливают между значениями уровня бессбойной работы и значениями времени сохранения тестового информационного массива при нормальной и минимально допустимой температурах, затем отбирают из выборки контрольный образец с требуемым граничным значением уровня бессбойной работы и определяют для него численное граничное значение времени сохранения тестового информационного массива при минимально допустимой температуре, до проведения разбраковки каждую микросхему партии охлаждают до минимально допустимой температуры, при которой затем измеряют время сохранения тестового информационного массива, и при разделении партии отбирают в первую группу микросхемы, превышающие по стойкости контрольный образец, а во вторую группу микросхемы, не превышающие по стойкости контрольный образец, по результатам сопоставления их значения времени сохранения тестового информационного массива с граничным значением времени сохранения тестового информационного массива контрольного образца для данной температуры.