СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ПО НАДЕЖНОСТИ Российский патент 2005 года по МПК G01R31/26 

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к обеспечению качества и надежности полупроводниковых приборов, и может быть использовано как на этапе производства, так и применения.

Известен способ разбраковки полупроводниковых приборов с использованием различных внешних воздействий (повышенной и пониженной температур, электрических нагрузок и т.п.), основанных на нагреве, охлаждении объекта испытаний с пропусканием электрического тока, с последующим измерением параметров [1].

Недостатком этого способа является невысокая достоверность полученных результатов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения потенциально ненадежных полупроводниковых приборов [2], принятый за прототип.

Способ-прототип заключается в том, что после измерения интенсивности шумов пропускают через испытуемый прибор импульс тока, в 1,5-5 раз превышающий по амплитуде предельно допустимое значение, затем измеряют интенсивность шумов и по отношению результатов двух измерений судят о потенциальной надежности приборов.

Недостатком метода является подача импульса, в 1,5-5 раз превышающего по амплитуде допустимое по техническим условиям (ТУ) значение на прибор, что может вызвать необратимые процессы в структуре приборов, которые могут привести к недостаточной достоверности результатов и к критическим отказам приборов в эксплуатации.

Изобретение направлено на повышение достоверности и расширение функциональных возможностей.

Для устранения указанных недостатков в способе разделения полупроводниковых приборов по надежности путем измерения интенсивности шумов до и после внешнего электрического воздействия, согласно изобретению воздействуют 5-10 электростатическими разрядами (ЭСР) обеих полярностей с величиной потенциала, допустимой по ТУ, производят изотермический отжиг при максимально допустимой температуре кристалла в течение 4-6 часов, по разности значений интенсивности шумов начального значения и после отжига определяют потенциально более надежные приборы.

Предлагаемый способ заключается в том, что на партии полупроводниковых приборов, в которых необходимо определить менее и более надежные приборы, проводят измерение интенсивности шума при нормальных условиях, затем воздействуют 5-10 импульсами ЭСР обоих знаков допустимой по ТУ величины, проводят температурный отжиг при максимально допустимой по ТУ температуре кристалла прибора в течение 4-6 часов и вновь измеряют интенсивность шума при нормальной температуре. Определяют разность интенсивности шумов при начальном замере и после отжига для каждого полупроводникового прибора, то есть определяют . Полупроводниковый прибор считается более надежным при выполнении критерия: Δ≤А. Величина А устанавливается по набору статистики для каждого типа приборов.

Пример осуществления способа.

На 23 полупроводниковых резисторах интегральной схемы типа КА1034НР3 были измерены низкочастотные шумы типа 1/f. Распределение интенсивности до и после воздействия ЭСР пятью импульсами величиной ±800 В и после изотермического отжига при температуре 100°С в течение четырех часов представлены в таблице.

Таблица
Значения интенсивности шумов полупроводниковых резисторов интегральных схем типа КА1034НР3.№ прибораЗначение , мВ²Δ, мВ²НачальноеПосле ЭСРПосле отжига11,92,81,9021,82,61,90,131,952,72,00,0542,053,82,05053,004,82,80,261,982,71,98072,153,92,250,181,204,02,400,292,584,02,680,1102,354,22,450,2111,982,81,980122,53,92,70,2132,323,52,40,08142,43,72,60,2153,25,03,60,4162,64,22,70,1172,94,73,10,2182,84,83,00,2192,03,02,00202,13,42,20,1211,952,61,950222,353,72,550,2232,192,92,220,03

При этом получены следующие данные по разности величины :

6 приборов имели разность интенсивности шумов до и после воздействия, равную 0;

8 приборов - ≤0,1 мВ²;

8 приборов - ≤0,2 мВ²;

1 прибор - ≤0,4 мВ^2.

Если принять для данного типа приборов критерий для более надежных приборов ≤0,1 мВ², то приборы №1, 2, 3, 4, 6, 7, 9, 11, 13, 16, 19, 20, 21, 23 будут более надежными, чем приборы №5, 8, 10, 12, 14, 15, 17, 18, 22.

Источники информации

1 Авторское свидетельство СССР №438947, G 01 R 31/26, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР №490047, G 01 R 31/26, 1976.

Проводят измерение интенсивности шума полупроводникового прибора при нормальных условиях. Затем воздействуют 5-10 импульсами электростатического разряда обоих полярностей. Величину потенциала электростатического разряда выбирают равной допустимой по техническим условиям величине. Производят изотермический отжиг при максимально допустимой по техническим условиям температуре кристалла в течение 4-6 часов. Вновь измеряют значение интенсивности шума. По разности значений интенсивности шума определяют более надежные приборы. Изобретение направлено на повышение достоверности контроля надежности полупроводниковых приборов. 1 табл.

Способ разделения полупроводниковых приборов по надежности путем измерения интенсивности шумов до и после внешнего электрического воздействия, отличающийся тем, что воздействуют 5-10 электростатическими разрядами обеих полярностей с величиной потенциала, допустимой по техническим условиям, производят изотермический отжиг при максимально допустимой температуре кристалла в течение 4-6 ч, по разности значений интенсивности шумов начального значения и после отжига определяют потенциально более надежные приборы.