способ сравнительной оценки надежности полупроводниковых изделий
Классы МПК: | G01R31/26 испытание отдельных полупроводниковых приборов |
Автор(ы): | Горлов Митрофан Иванович (RU), Смирнов Дмитрий Юрьевич (RU), Тихонов Роман Михайлович (RU), Жуков Дмитрий Михайлович (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2010-07-20 публикация патента:
20.08.2013 |
Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых изделий (ПИИ), и может быть использовано для сравнительной оценки надежности партий НИИ как на этапе производства, так и на входном контроле на предприятиях - изготовителях радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретения заключается в том, что на одинаковых выборках из сравниваемых партий НИИ одного типа проводят измерения значения квадрата напряжения шумов на частотах 160 и 1000 Гц до и после воздействия электростатическими разрядами напряжением, допустимым по техническим условиям на половине выборки, а на второй половине ЭСР, равным половине допустимого значения. Для каждого изделия определяется параметр до воздействия ЭСР и после воздействия по следующей формуле:
где и U2 ш1000 - значения низкочастотного шума на частотах 160 Гц и 1000 Гц соответственно, по значениям проводят сравнение партии изделий по надежности. Технический результат - повышение функциональных возможностей способа. 2 табл.
Формула изобретения
Способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых
изделий, в соответствии с которым на произвольных одинаковых выборках из партий проводят измерения значений квадрата напряжения шумов до и после воздействия электростатическим разрядом, отличающийся тем, что отбирают выборки не менее 20 изделий от партии, измерение проводят на частотах 160 и 1000 Гц до и после воздействия электростатическим разрядом напряжением, равным половине допустимого по техническим условиям на половине выборки, а на второй половине электростатическим разрядом, равным допустимому значению, при этом для каждого изделия вычисляется значение коэффициента до воздействия и после воздействия электростатическим разрядом по следующей формуле
где и - значение низкочастотного шума на частотах 160 и 1000 Гц соответственно, и проводят сравнение партий полупроводниковых изделий по значениям коэффициента .
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых изделий ПЛИ (диодов, транзисторов и интегральных схем), и может быть использовано для сравнительной оценки надежности партий ПЛИ 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 транзистор 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. Представленное изобретение направлено на устранение этого недостатка и повышение функциональных возможностей способа.
Достоинством предложенного способа является то, что сравнительная оценка партий ПЛИ основывается на измерении среднего значения квадрата напряжения низкочастотного шумов до и после воздействия электростатическим разрядом ЭСР. Значение измеряется на частотах 160 Гц и 1000 Гц. Напряжение ЭСР равно допустимому значению по техническим условиям (подается на половину выборки), а половина допустимого значения на другую половину выборки.
Способ осуществляется следующим образом: от каждой партии одного типа (количество партий неограниченно) методом случайной выборки отбирают одинаковое количество изделий не менее 20 штук. У каждого из отобранных изделий проверяют значение на частотах 160 Гц и 1000 Гц. Затем на половину отобранных изделий воздействуют ЭСР величиной, равной половине допустимой по техническим условиям, а на вторую половину - ЭСР величиной, равной допустимому значению. После воздействия ЭСР вновь проверяют значение на частотах 160 и 1000 Гц. Для каждого изделия определяется параметр-показатель формы спектра до воздействия ЭСР и после по следующей формуле [2]:
где и - значения низкочастотного шума на частотах 160 и 1000 Гц соответственно. Из техники известно [2], чем меньше значение показателя , тем выше надежность изделий.
Способ был опробован на выборках по 20 шт. из двух партий ИС типа КТ209 (кремниевые маломощные, n-p-n-типа). После измерения на частотах 160 Гц и 1 кГц подавалось по пять импульсов ЭСР на выводы: коллектор «+», эмиттер «-», по модели «тела человека» [3]. Типовые значения и изменение значения квадрата напряжения шума до и после воздействия ЭСР представлено в таблице 1. Расчет значения коэффициента представлены в таблице 2.
Если по таблице 1 нельзя сказать о тенденциях по надежности партий, то по таблице 2 четко определяется, что партия 2 является более надежной.
Источники информации
1. Горлов М.И., Ануфриев Л.И., Достанко А.И., Смирнов Д.Ю. Диагностика твердотельных полупроводниковых структур по параметрам низкочастотного шума. - Минск, Интегралполиграф, 2006. 112 с.
2. Патент РФ N2226698, G01R 31/26, опуб. 10.04.2004, бюл. № 10.
3. Горлов М.И., Емельянов А.В., Плебанович В.И. Электрические заряды в электронике. - Мн.: Бел.наука, 2006. - 295 с.
Таблица 1 | |||||
Изменение значения квадрата напряжения шума до и после воздействия ЭСР | |||||
Номер партии | Значение , мВ2, на частоте | Значение ЭСР, В | |||
160 Гц | 1000 Гц | ||||
до воздействия ЭСР | после воздействия ЭСР | до воздействия ЭСР | после воздействия ЭСР | ||
1 | 85 | 87 | 49 | 53 | 500 |
97 | 98 | 55 | 57 | 1000 | |
2 | 93 | 93 | 68 | 72 | 500 |
104 | 106 | 69 | 72 | 1000 |
Таблица 2 | |||
Расчет значения коэффициента | |||
Номер партии | Значение | Значение ЭСР, В | |
до воздействия ЭСР | после воздействия ЭСР | ||
1 | 0,3 | 0,27 | 500 |
0,31 | 0,3 | 1000 | |
2 | 0,17 | 0,14 | 500 |
0,23 | 0,21 | 1000 |
Класс G01R31/26 испытание отдельных полупроводниковых приборов