We study the requirements for methods of nondestructive testing of semiconductor products (PPI) and criteria for prediction of reliability at the sudden and parametric failures, for example, integrated circuits (IC).
electrostatic discharge (ESD), semiconductor products, technological burn-in testing, annealing
Существуют следующие общие положения методов НКДП [1, 2]:
– методы являются дополнительными к методам контроля качества и надежности, оговоренные в техническом условии на изделия, и могут быть использованы как при выходном контроле, так и в процессе их изготовления;
– применение НКДП позволяет проводить статическое регулирование технологического процесса, оценивать новые технологические решения, отбраковывать ППИ со скрытыми дефектами в процессе изготовления, анализировать причины отказов, заменять отдельные виды дорогостоящих технологических отбраковочных испытаний и т.д.;
– применение НКДП существенно повышает качество и надежность выпускаемой аппаратуры при уменьшении затрат на организацию входного контроля по стандартным параметрам и характеристикам;
– выбор методов НКДП на контролируемые параметры рекомендуется проводить с учетом основных механизмов и причин отказов конкретных изделий и с учетом их конструктивно-технологических и функциональных особенностей, а также специфики их применения в аппаратуре;
– нормы на контролируемые диагностические параметры должны периодически перепроверяться и в обоснованных случаях корректироваться, например, в случае изменения конструкции, топологии или технологии;
– реализация методов НКДП должна обеспечивать производительность, необходимую для использования их в технологическом процессе, которая достигается использованием метода в едином цикле и на программно-управляемом или специализированном оборудовании.
В настоящее время особое внимание уделяется методам разделения партий интегральных схем (ИС) по стойкости к ЭСР. Это обусловлено тем, что в партии ИС всегда есть некоторое количество схем, имеющих пониженную чувствительность к электростатическим разрядам. В этом случае может оказаться целесообразным ввести предварительное (на стадии изготовления) разделение таких ИС на две партии с различной величиной стойкости к ЭСР.
Для этой цели предложена методика испытаний с использованием разрядов малого потенциала, разовое воздействие которого не приводит к отказу ИС, но может вызвать изменение информативного параметра, по которому партия схем разделяется на две с различной стойкостью к ЭСР. Снижения надежности при этом не происходит, так как влияние единичного ЭСР на электрические параметры схемы компенсируется отжигом при повышенной температуре [1].
Критерий разделения должен быть таким, чтобы можно было эффективно разделять ИС на две партии с различной величиной стойкости к разряду. Изначально, напряжение ЭСР подбирается таким, чтобы наблюдалось малое изменение информативного параметра в пределах норм технического условия. После, происходит разделение партии посредствам воздействия на ИС единичного ЭСР с напряжением, определенным ранее. Затем измененное значение информативного параметра каждой ИС сравнивается с критерием разделения, и производится разделение ИС на две партии, то есть отбираются схемы, имеющие более высокую стойкость к ЭСР.
В работах [3, 4] показано, что при отбраковке таких ИС памяти, как микроконтроллеры, наибольшее внимание необходимо уделять не только электрическим (статическим и динамическим) параметрам, но и возможным повреждениям записанного программного кода.
1. Gorlov, M.I. Tekhnologicheskie otbrakovochnye i diagnosticheskie ispytaniya poluprovodnikovykh izdeliy / M.I. Gorlov, V.A. Emel´yanov, D.L. Anufriev. Minsk: Bel. nauka, 2006. - 367 s.
2. Gorlov, M.I. Fizicheskie osnovy nadezhnosti integral´nykh mikroskhem / M.I. Gorlov, S.Yu. Korolev. - M.: Voronezh VGU, 1995. - 200 s.
3. Metodika ispytaniya mikrokontrollerov na chuvstvitel´nost´ k elektrostaticheskim razryadam / V.F. Alekseev, N.I. Silkov, G.A. Piskun, A.N. Pikulik. Doklady BGUIR. 2011. № 5 (59). S. 5-12.
4. Piskun, G.A. Kontrol´ funktsionirovaniya mikrokontrollerov pri vozdeystvii elektrostaticheskogo razryada / G.A. Piskun, V.F. Alekseev. Dok¬lady BGUIR. 2012. № 6 (68). S. 12-18.
