Способ контроля микросхем со скрытыми дефектами Советский патент 1989 года по МПК G01R31/28 G01R31/308 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электронной промышленности на этапах производства интегральных схем до их герметизации для отбраковки потенциально-ненадежных микросхем

Цель изобретения - сокращение времени контроля микросхем со скрытыми дефектами.

Сущность способа заключается в следующем.

Подключают, например, интегральную микросхему операционного усилителя в режиме усиления напряжения и подают на него напряжение питания, контролируя напряжение на выходе микросхемы. Имеющееся при этом напряжение на выходе операционного усилителя вызвано разбросом параметров мик- pocxeNJbi, например напряжения смещения

(и.

разности входных токов (Л I

и дро Разброс параметров операционного усилителя, даже в допустимых пределах, может быть вызван наличием в нем электрически активных дефектов, приводящих в последствии к вынужденной деградации, особенно при его работе на предельных электрических и температурных нагрузках, однако не проявляющихся на начальном этапе эксплуатации и при обычной температуре, поскольку операционный усилитель, как функциональная система 1шеет некоторый запас устойчивости. Наибольшее влияние скрытые дефекты оказывают на повышение избыточных токов обратно смещенных р-п-переходов, например токов утечки по поверхности, генера- ционно-рекомбинационных токов на граг нице раздела Si-Si С/ н др.

3151

В основу способа положены отличил в напряжении на выходе операционных усилителей, наблюдаемые при воздействии светом на годные микросхемы и на микросхемы со скрытыми дефектами, Для выявления микросхем со скрытыми дефектами равномерно освещают всю поверхность микросхемы. Индуцируемые .светом электронно-дырочные пары про- ;странственно разделяются потенциальными барьерами обратно смещенных р-п-переходов и повышают кондентра- цию основных носителей в соответствующих областях. Это -в свою очередь вызывает увеличение обратных токов база-коллекторных переходов транзисторов (IK ) и токов утечки обратно смещенных р-п-переходов разделительной диффузии о Дополнительное повы- шение избыточных токов р-п-переходов приводит к нарушению заданного режима работы функциональных элементов в первую очередь в микросхемах с более высоким начальным уровнем утечки Так, например, повышение суммарного тока, протекающего через транзистор сдвига уровня, вызывает возрастание смещения выходного напряжения () пропорциональное протекающему току (I,).

и

САВ

- ЗБ Р-Э.

где U,g - падение напряжения на эмиттер-базовом переходе . транзистора;

R - последовательное с транзистором сопротивление в схеме сдвига уровня, Освещенность увеличивает смещение входного напряжения схемы сдвига уровня и вызывает насыщение выходного каскада, причем насыщение выходного каскада в микросхемах с более высоким начальным уровнем утечки, т.е. имеющих скрытые дефекты, наступит при меньшей освеп1енности5 чем в- годны7 микросхемах. Насьпцение выходного каскада может быть общим признаком для целого ряда отклонений в работе операционного усилителЯо Так, например, к насыщению выходного каскада в конечном итоге приводит также стимулированное повышение ос- вещенности возрастание начального разбаланса плеч в дифференциальных каскадах усилителя, возрастание С ум- марного тока генераторов стабильного

j 0 5 0

5

Q

0

тока и др. Поэтому в цроиессе коцгро- ля повышают интенсивность светового потока, н,апример увеличивая напряжение питания осветителя, и одновремен-. но контролируют по вольтметру изменение напряжения на выходе микросхемы. По установлению на выходе микросхемы постоянного значения напряжения отмечают переход микросхемы в режим насыщения и измеряют установившуюся при этом освещенность или напряжение питания осветителя, обеспечивающего требуемую интенсивность светового потока. Сравнивают измеренную освещенность или устанавливаемое при этом напряжение питания осветителя с минимально-допустимым значением измеряемого параметра, рассчитанньЕ- на выборке годных микросхем того же типа методами математической статистики по стандартной методике определения запасов и толерантных границ на электрические параметры. По результатам сравнения отбраковьшают микросхемы, переходящие в режим насыщения при освещенности или устанавливаемом при этом напряжении питания осветителя ниже допустимогср уровня. Для упрощения процесса отбраковки операционных усилителей со скрытыми дефектами устанавливают минш-1ально допустимую освещенность для контролируемого типа микросхем и отбраковывают микросхемы, находящиеся при этом в режиме насыщения.

Пример реализации способа. Подключают незагерметизированный операционный усилитель типа 140УД7 в режиме усиления напряжения с К, и 150. Подают на операционный усилитель напряжения питания Е ± 9В и контролируют по вольтметру напряжение на его выходе. После этого равномерно освещают всю поверхность микросхемы, постепенно повышают интенсивность светового потока, увеличивая напряжение питания осветителя. Контролируют возрастание напряжения на выходе микросхемы до Ug, 8 Б, что соответствует режиму насыщения при напряжении питания микросхемы Е t 9 В и коэффициенте усиления по напряжению К j р ЛЗО, При достижении режима насыщения измеряют напряжение питания осветителя, соответствуюп1ее установленной интенсивности светового потока, и сравнивают его с минималь- но допустимым напряжением питания ос51

ветителя, рассчитанным на выборке годных микросхегч методами математической статистики по стандартной методике

Минимально допустимое напряжение питания осветителя равно ,5В

Измеренное значение и„ 6, 1 В выше минимально допустимого уровня Uf, д,кн 5,5 В, что свидетельствует об отсутствии электрически активных дефектов в контролируемом операционном усилителе.

Пример 2, Подключают незагерметизированный операционный усилитель типа 1АОУД7 в режиме усиления напряжения с К„« 150, Под ают на операционный усилитель напряжения питания В и контролируют по вольтметру напряжение на его выходе После этого равномерно освещают всю поверхность микросхемы, постепенно по- вьппают освещенность -поверхности и контролируют возрастание напряжения на выходе микросхемы до U ,у 8 Б, что соответствует режиму насыцения при Ер ±9 В и Kj c:il50 . При достижении режима насыщения измеряют напряжение питания осветителя и сравнивают его с минимально-допустимым напряжением 1),3 5,5 В,

Измеренное г: .:зчение U,-, ,, 5,2 В ниже допустимого уроння, что свидетельствует о наличии скрытых дефектов в контролируемом операционном

усилителе.

Форм у л а изобретения

Способ контроля микросхем со скры- тьми дефектами, заключающийся в том,- что на испытуемые микросхемы до герметизации подают напряжение питания и входное воздействие, освещают по- вер: ность кристалла микросхемы, измеряют выходное напряжение микросхемы, отлич ающийс я тем, что, с целью сокращения времени контроля микросхемы со скрытыми дефектами равномерно и одновременно освещают всю поверхность кристалла микросхемы, увеличивая интенсивность светового потока до момента достижения выходным напряжением микросхемы напряжения насыщения, измеряют интенсивность светового потока в этот момент и сравнивают полученное значение с заданной величиной, по результату сравнения выявляют микросхемы со скрытыь и дефектами.

Изобретение относится к контролю изделий электронной техники, в частности может быть использовано для выявления микросхем (МС) со скрытыми дефектами. Цель изобретения - сокращение времени контроля МС. Цель достигается тем, что до герметизации МС освещают всю поверхность полупроводникового кристалла. При этом происходит изменение выходного напряжения МС, на которую подано номинальное напряжение питания вплоть до равенства выходного напряжения напряжению насыщения МС. Интенсивность облучения в момент равенства выходного напряжения напряжению насыщения является информативным параметром, по результату сравнения которого с заданным значением проводится выявление МС со скрытыми дефектами.