СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ПО ПРОИЗВОДНЫМ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК Российский патент 2009 года по МПК G01R31/26 

Описание патента на изобретение RU2348941C1

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых изделий (ППИ) (диодов, транзисторов, интегральных схем), а также для анализа изделий, отказавших у потребителя.

Известно множество диагностических методов контроля качества и надежности ППИ (низкочастотный шум, интегральные вольт-амперные характеристики (ВАХ), m-характеристики и др.) [1]. Преимуществом диагностического метода с использованием производных ВАХ является простота его реализации и выявление следующих диагностических параметров и характеристик:

- неоднородность лавинного пробоя р-n-перехода;

- режим возникновения теплового вторичного пробоя р-n-перехода;

- неравномерность токораспределения и режима образования горячего пятна;

- последовательное сопротивление р-n-перехода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, приведенный в источнике [2], принятый за прототип.

В способе-прототипе неоднородность лавинного пробоя р-n-перехода определяется по первой и второй производным ВАХ. Оценку технического ППИ состояния проводят путем сопоставления измеренных значений параметров неоднородности лавинного пробоя с их допустимыми значениями. При неоднородном лавинном пробое р-n-переходов изделия являются потенциально ненадежными, если уровень неоднородности пробоя превышает допустимые значения

δUпроб.>δUпроб.макс.,

где δUпроб.макс. - максимально допустимое значение параметра неоднородности, определяемое по результатам контрольных испытаний.

Недостатком предложенного способа является его малая информативность и достоверность.

Цель изобретения - повышение точности диагностики и увеличение функциональных возможностей контроля ППИ с использованием производных вольт-амперных характеристик.

Цель достигается вычислением производных ВАХ до и после воздействия внешнего дестабилизирующего фактора, например температуры, в поле значений, допустимых по техническим условиям на данное ППИ.

Для устранения указанного недостатка в способе диагностики полупроводниковых изделий по производным вольт-амперных характеристик, включающем измерение производных вольт-амперных характеристик при нормальной и повышенной температуре, допустимой по техническим условиям, вычисление относительного разброса значений пробивных напряжений

δUпроб.=ΔUпроб./Uпроб.,

где Uпроб. - напряжение возникновения лавинного пробоя;

ΔUпроб. - абсолютный разброс значений пробивных напряжений локальных участков р-n-перехода, согласно изобретению по величине коэффициента ,

где δUпроб.25 - относительный разброс значений пробивных напряжений при температуре +25°С;

δUпроб.Т - относительный разброс значений пробивных напряжений при повышенной температуре,

определяют полупроводниковые изделия с повышенной надежностью и потенциально ненадежные.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Измеряют ВАХ, вычисляют первую и вторую производные ВАХ при нормальной (25±5°С) и повышенной температуре (50÷125°С). Начало лавинного пробоя определяют по резкому возрастанию величин первой и второй производных ВАХ. Определяют максимальное значение второй производной ВАХ в области развития лавинного пробоя и напряжения Uпроб.мин. и Uпроб.макс., в котором величина второй производной имеет максимальное значение (см. чертеж).

Для количественной оценки неоднородности лавинного пробоя по второй производной вычисляют следующие параметры:

- абсолютный разброс значений пробивных напряжений локальных участков р-n-перехода

ΔUпроб.=Uпроб.макс.-Uпроб.мин.;

- относительный разброс значений пробивных напряжений локальных участков р-n-перехода

δUпроб.=ΔUпроб./Uпроб.,

где ΔUпроб. - величина пробивного напряжения р-n-перехода.

По коэффициенту

где δUпроб.25 - относительный разброс значений пробивных напряжений при температуре 25°С;

δUпроб.Т - относительный разброс значений пробивных напряжений при повышенной температуре,

определяют потенциальную надежность ППИ.

При К≥Кмакс - изделие потенциально ненадежно, а при К=0 - изделие обладает повышенной надежностью, где Кмакс - максимально допустимое значение коэффициента, определенное по результатам контрольных испытаний для каждого типа полупроводниковых изделий.

Источники информации

1. Горлов М.И., Ануфриев Л.П., Бордюжа О.Л. Обеспечение и повышение надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем в процессе серийного производства. Минск, 1997 г., 390 с.

2. Горлов М.И., Емельянов В.А., Ануфриев Д.Л. Технологические отбраковочные и диагностические испытания полупроводниковых изделий. Минск, 2006 г., 368 с.

Похожие патенты RU2348941C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ПО ПРОИЗВОДНЫМ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 2006
  • Горлов Митрофан Иванович
  • Жарких Александр Петрович
RU2308732C1
Способ отбраковки ненадежных КМОП ИС 1990
  • Воронцов Владимир Анатольевич
  • Илюк Игорь Евгеньевич
  • Молчанов Константин Викторович
  • Остапчук Анатолий Иванович
  • Пенцак Иван Борисович
  • Чекмезов Александр Николаевич
SU1819352A3
СПОСОБ РАЗБРАКОВКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ПЛАСТИНЕ 2006
  • Горлов Митрофан Иванович
  • Жарких Александр Петрович
RU2316013C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ 2017
  • Скорняков Станислав Петрович
  • Глухов Александр Викторович
  • Глушков Анатолий Евгеньевич
  • Чищин Владимир Фёдорович
RU2651624C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ПО ВТОРЫМ ПРОИЗВОДНЫМ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ И ВОЛЬТ-КУЛОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 2011
  • Сазонов Сергей Николаевич
RU2460083C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНО НЕСТАБИЛЬНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ПЛАСТИНЕ 2006
  • Горлов Митрофан Иванович
  • Жарких Александр Петрович
RU2307369C1
Способ контроля качества и надежностипОлупРОВОдНиКОВыХ СТРуКТуР C P-п пЕ-РЕХОдАМи 1978
  • Новиков Леонид Николаевич
  • Прохоров Валерий Анатольевич
  • Палей Владлен Михайлович
SU805213A1
Способ составления солнечного модуля из фотоэлектрических преобразователей 2022
  • Зиновьев Виталий Валерьевич
  • Мирсаетов Олег Марсимович
  • Колесова Светлана Борисовна
  • Бартенев Олег Архипович
RU2803315C1
Способ определения предельной величины блокирующего напряжения силовых транзисторов 2018
  • Бардин Вадим Михайлович
  • Брагин Анатолий Валерьевич
  • Пьянзин Денис Васильевич
RU2694169C1
ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ЗОНДОВОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН 2015
  • Кочин Руслан Николаевич
  • Федотов Сергей Дмитриевич
  • Люблин Валерий Всеволодович
  • Шварц Карл-Генрих Маркусович
RU2618598C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 348 941 C1

Реферат патента 2009 года СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ПО ПРОИЗВОДНЫМ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых изделий (ППИ), а также для анализа изделий, отказавших у потребителя. Технический результат: повышение точности диагностики и расширение функциональных возможностей контроля ППИ. Сущность: измеряют вольт-амперную характеристику (ВАХ), вычисляют первую и вторую производные ВАХ при нормальной (+25±5°С) и повышенной температуре (50-125)°С. Начало лавинного пробоя определяют по резкому возрастанию величин первой и второй производных ВАХ. Определяют максимальное значение второй производной ВАХ в области развития лавинного пробоя и напряжения Uпроб.мин и Uпроб.макс, в котором величина второй производной имеет максимальное значение. По величине коэффициента , где δUпроб.25 - относительный разброс значений пробивных напряжений при температуре +25°С, δUпроб.Т - относительный разброс значений пробивных напряжений при повышенной температуре, определяют полупроводниковые изделия с повышенной надежностью и потенциально ненадежные. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 348 941 C1

Способ диагностики полупроводниковых изделий по производным вольтамперных характеристик, включающий измерение производных вольт-амперных характеристик при нормальной и повышенной температуре, допустимой по техническим условиям, вычисление относительного разброса значений пробивных напряжений

δUпроб=ΔUпроб/Uпроб,

где Uпроб - напряжение возникновения лавинного пробоя;

ΔUпроб - абсолютный разброс значений пробивных напряжений локальных участков р-n-перехода,

отличающийся тем, что по величине коэффициента

,

где δUпроб.25 - относительный разброс значений пробивных напряжений при температуре 25°С;

δUпроб.Т - относительный разброс значений пробивных напряжений при повышенной температуре, допустимой по техническим условиям,

определяют полупроводниковые изделия с повышенной надежностью и потенциально ненадежные.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2348941C1

Способ отбраковки интегральных схем 1987
  • Шеремет Константин Павлович
  • Казинов Владимир Александрович
SU1539696A1
СПОСОБ ВЫБОРОЧНОГО КОНТРОЛЯ НАДЕЖНОСТИ ТРАНЗИСТОРОВ В ПАРТИИ 2001
  • Горлов М.И.
  • Адамян А.Г.
  • Литвиненко Д.А.
RU2204142C2
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ ПО НАДЕЖНОСТИ 2005
  • Горлов Митрофан Иванович
  • Смирнов Дмитрий Юрьевич
  • Ануфриев Дмитрий Леонидович
RU2284539C1
ГОРЛОВ М.И
и др
Обеспечение и повышение надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем в процессе серийного производства
- Минск, 1997, с.307-313.

RU 2 348 941 C1

Авторы

Николаев Олег Валерьевич

Шишкин Игорь Алексеевич

Горлов Митрофан Иванович

Жарких Александр Петрович

Даты

2009-03-10Публикация

2007-06-26Подача