Изучаются требования к методам неразрушающего контроля полупроводниковых изделий (ППИ) и критерии для прогнозирования надежности по внезапным и параметрическим отказам на примере интегральных схем (ИС).
электростатический разряд (ЭСР), полупроводниковые изделия, технологические отбраковочные испытания, отжиг
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. Горлов, М.И. Технологические отбраковочные и диагностические испытания полупроводниковых изделий / М.И. Горлов, В.А. Емельянов, Д.Л. Ануфриев. Минск: Бел. наука, 2006. - 367 с.
2. Горлов, М.И. Физические основы надежности интегральных микросхем / М.И. Горлов, С.Ю. Королев. - М.: Воронеж ВГУ, 1995. - 200 с.
3. Методика испытания микроконтроллеров на чувствительность к электростатическим разрядам / В.Ф. Алексеев, Н.И. Силков, Г.А. Пискун, А.Н. Пикулик // Доклады БГУИР. 2011. № 5 (59). С. 5-12.
4. Пискун, Г.А. Контроль функционирования микроконтроллеров при воздействии электростатического разряда / Г.А. Пискун, В.Ф. Алексеев // Док¬лады БГУИР. 2012. № 6 (68). С. 12-18.
