Способ сравнительной оценки надежности партий интегральных схем

Способ сравнительной оценки надежности партий интегральных схем

Реферат

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности интегральных схем (ИС), и может быть использовано для сравнительной оценки надежности партий ИС как на этапе производства, так и на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры.

Известен способ сравнительной оценки надежности партий транзисторов [1], в соответствии с которым проводят выборочные испытания партий транзисторов воздействием электростатических разрядов. На каждый прибор выборки подают электростатические разряды потенциалом вдвое большим, чем допустимый по техническим условиям, каждый раз повышая его на 20-30 В до появления параметрического или катастрофического отказа.

Недостаток данного способа - испытание является разрушающим. Изобретение направлено на устранение этого недостатка и повышение функциональных возможностей способа.

Предложенный способ сравнительной оценки партий ИС основывается на измерении динамических параметров до и после воздействия электростатических разрядов (ЭСР) и термического отжига.

Способ осуществляется следующим образом: от каждой партии одного типа (количество партий не ограничено) методом случайной выборки отбирают по 10-20 схем.

Каждая из отобранных ИС за один цикл подвергается воздействию пяти ЭСР различной полярности максимально допустимой по техническим условиям величиной на каждую из пар выводов: вход - общая точка, выход - общая точка, питание - общая точка, вход - выход. После ИС отжигаются при максимально допустимой температуре перехода (кристалла) в течение 4-8 часов. ИС подвергаются воздействию не менее трех циклов воздействия ЭСР и отжига. По количеству отказавших ИС делают вывод о сравнительной надежности партий схем.

Способ был опробован на выборках по 10 шт. из двух партий ИС типа КР561ТМ2 (2 Д-триггера, выполненный на кремнии по технологии КМОП). Максимально допустимое воздействие ЭСР на эти ИС по ТУ составляет 100 В. Каждая из схем за один цикл подвергалась воздействию пяти ЭСР величиной 100 В различной полярности на каждую из пар выводов: вход - общая точка (выводы 3-7, 4-7, 5-7, 6-7), выход - общая точка (выводы 1-7, 2-7), питание - общая точка (выводы 14-7), вход выход (выводы 3-1, 4-1, 5-1, 6-1, 3-2, 4-2, 5-2, 6-2). Всего за один цикл проводилось 150 воздействий ЭСР. После каждого цикла ИС отжигали при температуре 125°C в течение 4 ч.

ИС подвергались воздействию трех циклов. Измерения динамических параметров - время переключения ИС t_TLH и t_THL проводились по схеме измерения работоспособности ИС, приведенной в ТУ. Значение времен для выборки из 1-й партии приведены в табл.1 и 2.

Таблица 1
Номер ИС	Значение tTLH, мкс, после
Предварительного контроля	1-го цикла	2-го цикла	3-го цикла	4-го цикла
1	0,1	0,24	0,35	0,55	0,3
2	0,12	0,3	0,35	0,55	0,52
3	0,13	0,23	0,3	0,55	0,4
4	0,13	0,23	0,3	0,5	0,52
5	0,13	0,25	0,32	2,5	0,5
6	0,13	0,23	0,35	отказ
7	0,13	0,25	0,3	отказ
8	0,13	0,22	0,36	1	1
9	0,13	0,26	0,35	0,45	0,4
10	0,13	отказ

Таблица 2
Номер ИС	Значение tTHL, мкс после
Предварительного контроля	1-го цикла	2-го цикла	3-го цикла	4-го цикла
1	0,05	0,14	0,24	0,5	0,2
2	0,05	0,13	0,22	0,45	0,24
3	0,05	0,14	0,22	0,45	0,3
4	0,05	0,13	0,2	0,32	0,28
5	0,05	0,13	0,2	0,8	0,3
6	0,05	0,16	0,22	отказ
7	0,05	0,13	0,24	отказ
8	0,05	0,16	0,24	0,37	0,35
9	0,06	0,17	0,2	0,32	0,4
10	0,04	отказ

Видно из табл.1 и 2, что отказы произошли после 1-го (один отказ) и 3-го циклов (2 отказа), т.е. всего 3 отказа. Четвертый цикл был проведен для подтверждения достаточности для этих схем 3-х циклов.

Для выборки из 2-й партии воздействия 3-х циклов показало, что отказы произошли после 2-го цикла (2 отказа) и 3-го цикла (2 отказа), т.е. всего 4 отказа.

По полученным данным можно сделать вывод, что вторая партия менее надежная.

Источник информации

1. Патент РФ №2226698, G01R 31/26, опубл. 10.04.2004. Бюл. №10.

Способ сравнительной оценки надежности партий интегральных схем, в соответствии с которым на произвольных выборках интегральных схем из партий проводят измерение значений динамических параметров до и после воздействия различными по полярности напряжениям пяти электростатических разрядов, предельно допустимом по техническим условиям, и температурного отжига при допустимой максимальной температуре кристалла, отличающийся тем, что электростатические разряды подают на каждую из пар выводов интегральной схемы: вход - общая точка, выход - общая точка, питание - общая точка, вход - выход, количество циклов воздействия электростатических разрядов и температурного отжига составляет не менее трех, по количеству отказавших интегральных схем делают вывод о сравнительной надежности партий интегральных схем.