Способ разделения полупроводниковых приборов по надежности

Способ разделения полупроводниковых приборов по надежности

Реферат

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.

ТаблицаЗначения интенсивности шумов полупроводниковых резисторов интегральных схем типа КА1034НР3.
№ прибора	Значение , мВ2	Δ, мВ2
Начальное	После ЭСР	После отжига
1	1,9	2,8	1,9	0
2	1,8	2,6	1,9	0,1
3	1,95	2,7	2,0	0,05
4	2,05	3,8	2,05	0
5	3,00	4,8	2,8	0,2
6	1,98	2,7	1,98	0
7	2,15	3,9	2,25	0,1
8	1,20	4,0	2,40	0,2
9	2,58	4,0	2,68	0,1
10	2,35	4,2	2,45	0,2
11	1,98	2,8	1,98	0
12	2,5	3,9	2,7	0,2
13	2,32	3,5	2,4	0,08
14	2,4	3,7	2,6	0,2
15	3,2	5,0	3,6	0,4
16	2,6	4,2	2,7	0,1
17	2,9	4,7	3,1	0,2
18	2,8	4,8	3,0	0,2
19	2,0	3,0	2,0	0
20	2,1	3,4	2,2	0,1
21	1,95	2,6	1,95	0
22	2,35	3,7	2,55	0,2
23	2,19	2,9	2,22	0,03

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.

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.