СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ Российский патент 2006 года по МПК G01R31/26 H01L21/66 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к производству и эксплуатации интегральных схем (ИС), и может быть использовано для выделения из партии ИС повышенной надежности с высоким уровнем достоверности в процессе производства, а также на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры.

Известны способы разбраковки ИС с использованием различных внешних воздействий (высокой температуры, электрических нагрузок и т.п.), основанные на нагреве, охлаждении объекта и последующем пропускании электрического тока с последующим измерением параметров [1-4]. Недостатком данных способов является невозможность выделения партий ИС, имеющих повышенную надежность с высоким уровнем достоверности и необходимых для ответственной аппаратуры, и, следовательно, не позволяется полностью заменить дорогостоящий процесс электротермотренировки в процессе производства ИС и на входном контроле, используемый для этой цели.

Наиболее близким способом является способ [5], где оценка качества и надежности производится методом критического напряжения питания (КНП). Методы КНП реализуются на серийном измерительном оборудовании с использованием источников питания, по виду распределения критического напряжения с учетом экспериментальных показателей выбирают величину напряжения питания Е_кр, при которой можно проводить разбраковку ИС на более или менее надежные, интуитивно считая, что чем меньше значение Е_кр у схемы, тем она более надежна, недостатком данного способа является то, что партия ИС, имеющая повышенную надежность, выделяется с низкой достоверностью.

Изобретение направлено на повышение достоверности этого способа и включает воздействие внешних факторов в виде пяти электростатических разрядов различной полярности потенциалом предельно-допустимым по техническим условиям на ИС и температурный отжиг в течение 4-8 часов при максимально-допустимой температуре перехода (кристалла) измерением величины КНП до и после воздействия ЭСР и отжига.

По относительной величине изменения КНП определяют потенциальную надежность ИС. В данном случае это удобно характеризовать отношением, которое вобрало в себя величины изменения КНП после воздействия ЭСР и величины восстановления значения КНП после отжига:

где Е_кр.н, Е_кр.эср, Е_кр.отж - значения критического напряжения питания до, после воздействия ЭСР и после отжига соответственно.

В зависимости от критерия К, устанавливаемого для каждого типа ИС экспериментально, можно не только выделить партию ИС повышенной надежности, но и разделить оставшуюся часть партии на две и более групп по надежности.

Пример

У партии ИС типа 106ЛБ1 (Е_пит=5±0,5 В), числом 8 штук, измерим КНП. На каждую ИС воздействовали пятью импульсами разной полярности ЭСР амплитудой 500 В. Снова измерим КНП у каждой схемы. Затем проведем отжиг при температуре 150°С в течение 5 ч. Результаты приведем в таблице.

№ прибораЗначения E_кр, ВКдОпосле ЭСРпосле отжига13,94,013,940,5723,853,953,890,6733,873,933,880,243,883,923,890,3353,924,023,950,4363,883,943,88073,943,953,94083,893,903,87-0,67

При использовании критерия К≤0 схемами повышенной надежности будут ИС №6, 7, 8. Установив второй критерий К≤0,4, можно считать, что ИС №3, 4 будут более надежными по сравнению со схемами №1, 2, 5.

Источники информации

1. Патент ФРГ №2833780, Н 01 L 21/66, опубл. 1980.

2. Патент США №4816753, G 01 Р 31/26, опубл. 1989.

3. Патент России №4900457/21, G 01 R 31/28; G 01 R 31/26, опубл. 1993.

4. Патент России №2143704, G 01 R 31/26, опубл. 1999.

5. РД 11 0682-89. Микросхемы интегральные. Методы неразрушающего контроля диагностических параметров.

Использование: изобретение относится к области электротехники, в частности к производству и эксплуатации интегральных схем (ИС), и может быть использовано для выделения из партии ИС повышенной надежности с высоким уровнем достоверности в процессе производства. Сущность изобретения заключается в выделении партии ИС, имеющей повышенную надежность. На партию ИС воздействуют электростатическими разрядами (ЭСР) потенциалом, предельно допустимым по техническим условиям. После чего проводят температурный отжиг при максимально допустимой температуре перехода в течение 4-8 часов с измерением величины критического напряжения питания (КНП) после воздействия ЭСР и отжига. Результатом данного способа является выявление партии ИС, имеющих повышенную надежность. Отбор ИС повышенной надежности осуществляется по критерию К≤0, рассчитанному по формуле где Е_кр.н, Е_кр.эср, Е_кр.отж - значения критического напряжения питания до, после воздействия ЭСР и после отжига соответственно. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности способа. 1 табл.

Способ выделения интегральных схем повышенной надежности, включающий измерение критического напряжения питания до, после воздействия электростатическими разрядами и после термического отжига, отличающийся тем, что воздействие электростатическими разрядами (ЭСР) проводят по пять импульсов разной полярности и потенциалом, предельно допустимым по техническим условиям, после чего проводят температурный отжиг при максимально допустимой температуре кристалла в течение 4-8 ч, а отбор интегральных схем проводят по оценке значений критического напряжения питания, которые рассчитываются как

где Е_кр.н, E_кр.эср, E_кр.отж - значения критического напряжения питания до, после воздействия ЭСР и после отжига,

и в зависимости от критерия К≤0 определяют ИС повышенной надежности.