Способ разделения интегральных схем по надежности

Способ разделения интегральных схем по надежности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам разделения партии интегральных схем (ИС) на надежные и потенциально ненадежные схемы, и может быть использовано как на этапе производства, так и на этапе применения.

Известен способ [1], применимый для определения потенциально нестабильных полупроводниковых приборов, состоящий в том, что на представительной выборке полупроводниковых приборов одного типа проводят измерение интенсивности шума до и после воздействия на прибор допустимым по техническим условиям потенциалом электростатического разряда (ЭСР) и последующего изотермического или изохронного отжига. По относительной величине коэффициента нестабильности параметров выделяют группу приборов, отличающихся меньшим уровнем качества.

Недостатками данного способа является отсутствие выбора режима измерения интенсивности шума для получения наиболее стабильных результатов измерения и его неприменимость для разделения интегральных схем по надежности.

Изобретение направлено на повышение достоверности и расширение функциональных возможностей. Это достигается тем, что в предлагаемом способе разделения интегральных схем по надежности контроль интенсивности шума проводят на середине участка постоянного значения интенсивности шума по выводам "питание - общая точка" при напряжении питания допустимого по техническим условиям диапазона питающих напряжений.

Способ осуществляется следующим образом.

На представительной выборке ИС одного типа проводят измерение интенсивности шума в диапазоне допустимых напряжений питания по ТУ по выводам "питание - общая точка". Для последующих измерений шума выбирается напряжение питания, при котором наблюдается середина участка постоянного значения интенсивности шума. Высокая степень достоверности определяется тем, что при выбранном напряжении питания достигаются стабильные результаты измерений после последующих внешних воздействий.

Пример осуществления способа.

Методом случайной выборки было отобрано 12 интегральных схем типа ОР37 (операционный усилитель, выполненный по биполярной технологии) с диапазоном допустимых значений напряжения питания по ТУ - 4...22 В. Среднеквадратичное напряжение шума измерялось методом прямого измерения [2] по выводам "питание - общая точка" на частоте 1000 Гц. Схема включения ИС - повторитель (инвертирующий вход соединен с выходом) с заземленным неинвертирующим входом.

Для предварительной оценки шума был проведен эксперимент на ИС данного типа по снятию зависимости на частоте 1000 Гц от напряжения питания. На чертеже представлена данная зависимость у ИС с наибольшим и наименьшим значением шума. Середина участка постоянного значения наблюдается у ИС типа ОР37 при питании 15 В. Именно это напряжение выбрано для измерений в эксперименте.

В качестве внешних воздействий был выбран цикл ЭСР + отжиг. В эксперименте применяется воздействие допустимым по техническим условиям потенциалом ЭСР на выводы "питание - общая точка" по модели тела человека. Количество разрядов равно: пять одной полярности и пять другой, что принимается за один цикл воздействия ЭСР. Температура отжига - 100°С, время отжига 4 ч. Режим отжига выбран так, чтобы происходило наибольшее восстановление информативного параметра. На основе результатов измерений вычислялись безразмерные величины относительного изменения , где , , - значение интенсивности шумов до, после воздействия ЭСР и после 4 ч отжига (табл.).

Таблица
Значение шумов в цепи питания интегральных схем ОР37 при воздействии ЭСР и последующего отжига
№ ИС	Значения , мкВ2
Нач. значение	После ЭСР	После 4 ч отжига
1	0,96	1,28	0,96	0
2	1,44	2,00	1,54	0,18
3	1,39	1,96	1,46	0,12
4	1,76	2,46	1,95	0,27
5	1,33	1,85	1,40	0,13
6	1,02	1,49	1,02	0
7	1,47	1,96	1,52	0,10
8	1,34	1,94	1,45	0,18
9	1,26	1,90	1,34	0,13
10	0,97	1,79	1,08	0,13
11	1,64	2,38	1,85	0,28
12	0,97	1,73	1,08	0,14

По таблице ИС типа ОР37 №4, 11, у которых К>0,2, будут потенциально ненадежными.

Экспериментально это подтверждено следующим образом. При проведении испытаний на безотказность (500 ч, 85°С) ИС типа ОР37 №4, 11 (таблица) имели параметрические отказы.

Источники информации

1. Патент РФ №2234104, 7 G01R 31/26.

2. Ван дер Зил А. Шум (источники, описание, измерение). М.: Советское радио, 1973, 178 с.

Способ разделения интегральных схем (ИС) по надежности, в соответствии с которым у интегральных схем измеряют интенсивность шума по выводам питание-общая точка до и после воздействия электростатического разряда (ЭСР) с последующим температурным отжигом, отличающийся тем, что предварительно на ИС данного типа снимают зависимость интенсивности шума по выводам "питание-общая точка" от напряжения питания в диапазоне напряжений питания, допустимом по техническим условиям, и определяют значение напряжения питания, соответствующее середине участка постоянного значения интенсивности шума, проводят дальнейшие измерения интенсивности шума ИС при определенном напряжении питания, соответствующем середине участка постоянного значения интенсивности шума, вычисляют безразмерную величину ,

где , , - значения интенсивности шумов до, после воздействия ЭСР и после отжига и при значении К>0,2 ИС относят к потенциально ненадежным.