Способ контроля качества мдп интегральных схем с тестовыми транзисторами

,1,а СОЮЗ СОВЕТСКИ КЛ И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СссрПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им, А.11.Севченко(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МДПИНТЕГРАЛЬН 11 Х СХЕМ С ТЕСТОВЬЙЯ 1 ТРАНЗИСТО 1 А 1 И(57) Изобретение может быть использовано для отбраковки потенциальноненадежных интегральных схем (ИС).Способ контроля качества МЛП ИС стестовыми транзисторами заключаетсяв следующем. Отключают напряжениепитания ИС и подвергают ее облучению-квантами, Подают после каждого цикла облучения на ИС и тестовые транзисторы возрастающее от нуля напряжениепитания и контролируют правильность функционирования ИС. Измеряют критическое напряжение питания ИС и контролируют пороговые напряжения тестовых транзисторов. Осуществляют облучение и измерение до выхода значения критического напряжения питания ИС за допустимые пределы и по зависимостям пороговых напряжений тестовых транзисторов и критического напряжения питания ИС от суммарной накопленной дозы облучения определяют показа -1 К 1 ой Я (о 1 тель качества К=(0 -Нт )/0 т-НтХо 1где 0 и ц, - значения порогового напряжения тестового транзистора до облучения и при котором на зависимости этой величины от дозы облучения Г) в координатах 11, (1 Ю) наблюдается переход от линейного участка к нелинейУ 1 0ному, участок Ц, - Ь, соответствует максимальной скорости измененияи)0,(0).; Б- критическое пороговое напряжение тестового транзистора, определяемое при лозе облучения, при которой для ИС критическое напряжение питания равно номинальному напряжению питания. Способ имеет повышенную информативность кон 1 роля. 1 з.и. ф-лы,3 ил.ИзобретЕние Относится к областииспытания полупровочеиковых приоорови может быть использовано для отбраковки потенциально ненадежных интег 5рдльных схем (ИС), д также для контроля качества их схемотехническогопроекта,Цель изобретения - повышение инФормативности контроля зд счет того, 10что выбор коцтролируемь(х параметрови Формулы для определения коэффициента качества позволяет раздельно определить влияние технологических и схемотехнических факторов па надежность 15ИС и иэ них определить Общую надежность МДП-схем.Сущность способа заключается втом, что ИС в целом и тестовые транзисторы одновременно подвергаются 29воздействию заданной дозы -облуче- .ния, Выбор дозы облучения иэ интервала 2 10 - 2 1 О Р обусловлен зако 4цомерцостями накопления заряда в подэатворном диэлектрике:воздействие 25дозой5 10 З Р нд ММП-транэистор столщиной подздтворного диэлектрикао1000 Л приводит к смещению пороговогонапряжения тестового транзис.тора (1.,на : 0,3 В, Следовательно, для того, ЭОчтобы с достаточно высской точностьюопределить зависимость от дозы какпараметронИС, так и пороговые напряжения тестовых транзисторов необходимо шаг облучения в интервале по 4токов 1 10 З - 2 10 Р выбрать равным2 10 Р, Облучение должно проводитьсяв пассивном режиме (беэ приложениянапряжения смещения), чтобы обеспечить идентичные условия для тестовыхтранзисторов и транзисторов схем. После каждого "шага" облучения , на ИС и тестовые трацзис.торы подают напряжение питания, которое изменяют от нулевого значения до цоми 51 альцого ( Ео), и измерчют критическое значение напряжения питания Е, при котором схема начинает действовать без ошибок. При этих же лозах измеряют значения пороговых напряжений тестовых и- и р-канальных транзисторов. Циклы облучения - измерения параметров проводят до тех пор, пока це будет достИГНУто ЭНДЧЕНИЕ Я = Со. ЗДВИСИМОСтИ Г и П от лозы облучения (Р) испольгрЗУются Д 5151 пос ГРО ения ФУцк дни Го (11 с ) которая позволяет оценить качество схемотехпичес 1 со 1 о п 11 ое 1 стд. Нд фиг, 1-3 приведецы графики, логясцяющие предлагаемый способ.На фиг.1 показаны зависимости пороговых напряжений тестовых р-канальных транзисторов от дозы облучениядля схем 1 и 11. Указаны точки перехода линейной зависимости 1), (Р) кнелинейной, которые в нашем случаесоответствуют дозе = 10 Р. Видно,что изменение Б,р (Р) для схемы 11вьш 1 е, чем для схемы 1. Известно,что с 1 (Р) зависит от степени совершенства структуры 30 -Я 1, Следова -2тельно, качество технологии (физическая надежность) ИС,обратно пропорционально величине (Р -11 Г ), где(о(БГ - значение порогового напряжениятестового транзистора до облучения.На фиг.2 показаны зависимости напряжения функционирования от дозы облучения для ИС 1 и 11. Испо 51 ьэуяфиг.1 и 2, строят зависимость с= отБ (Фиг,З). Этд зависимость показывает эволюцию напряжения Функционирования при дегрддационных воздействиях и позволяет найти граничныеточки (1 выхода схемы за пределы(Г 1технических условий по напряжению(к 1питания. Пороги 11 т соответствуютабсцисодм точек пересечения уровняпитания Со (штриховая линия, фиг.З)с кривыми 11 и 1. Надежность, обусловленная схемотехническим фактором,пропорциональна разности (ц(-(1( ),так как определяется длиной деграддционного пути. В этом смысле физическая надежность определяется скоростьюперемещения порогового напряжениявдоль деградациоцного пути, Окончательную оценку качества микросхемпроводят по вычисленным значениямпоказателя качества К=(Ь -Б )(Р-Б, ) , т.е. чем бочьше величина К,тем больше надежность микросхем поотношению к факторам, изменяющим РИз фиг.2 и 3 следует, что схемы 1и 11 обладают различным здпдсом физической, схемотехнической и общей надежности, Наличие минимума на зависимости Ео (Б ) свидетельствует о хорошем качестве проекта схемь 1 (кривая1, фиг.З),Формула изобретения Способ контроля качества МДП интегральных схем с тестовыми трдц1408393 ленной каэате где Ц т-1 зисторами, заключающийся в том, чтоинтегральную схему с тестовыми транзисторами подвергают внешнему воздействию, контролируют изменение параметров тестовых транзисторов послекаждого воздействия, определяют показатель качества интегральной схемы,по которому судят о годности интегральных схем, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения информативности контроля, отключаютнапряжение питания интегральной схемыи подвергают ее облучению-квантами,подают после каждого цикла облучения на интегральную схему и тестовыетранзисторы возрастающее от нулянапряжение питания и контролируютправильность функционирования интегральной схемы, измеряют критическое 20напряжение питания интегральной схемыи контролируют пороговые напряжениятестовых транзисторов, осуществляютоблучение и измерение до выхода значения критического напряжения питания интегральной схемы за допустимыепределы и по зависимостям пороговыхнапряжений тестовых транзисторов икрйтического напряжения питания интегральной схемы от суммарной накопдозы облучения определяют г ль качества К по формулеу -изначение порогового напряжения тестового транзистора дооблучения;значение порогового . напряжения тестового транзистора,при котором на зависимостиэтой величины от дозы облучения Р в координатах01.(1 пЭ) наблюдается переходот линейного участка к нелинейному, участок Б -Ьт соотг оветствует максимальной скорости изменения 11,Р);критическое пороговое напряжение тестового транзистора,определяемое при дозе облучения, при которой для интегральной схемы критическоенапряжение питния равно номинальному напряжению питания.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что дозу облученияв каждом цикле облучения выбирают вдиапазоне 2 10 -2 10 Р.4