Способ отбраковки ненадежных кмоп ис

(56) Авторское свидетельство СССРФ 1269061, кл. 6 01 Я 31/28, 1987.Авторское свидетельство СССРМ 1239658, кл. 6 01 В 31/26. 1986.(54) СПОСОБ ОТБРАКОВКИ НЕНАДЕЖНЫХ КМОП ИС Изобретение относится к области электроизмерений и контроля качества полупроводниковых приборов и интегральных схем (ИС). Оно может быть использовано при производстве и применении комплементарных МОП (КМОП) ИС с заданным уровнем надежности.Цель изобретения - повышение эффективности отбраковки ненадежных ИС.Способ основан на проведении двух замеров с последующим сравнением с двумя константами, нормируемым пробивным напряжением и значением котангенса угла наклона ВАХ на участке развития лавинного процесса.На фиг.1 изображены возможные варианты ВАХ при первом этапе отбраковки; на фиг,2 и 3 - последующие этапы отбраковки.На первом этапе при нормируемом стабильном токе контроля )и производят замер соответствующего контролируемым ИС от 1 до й, пробивного напряжения О 1, О 2, Оз, Ои. Полученные результаты сравнива(57) Изобретение относится к электроизмерениям и контролю качества полупроводниковых приборов и интегральных схем. Цель изобретения - повышение эффективности отработки ненадежных ИС. Отбраковку производят в следующей последовательности: сначала отбраковывают ИС по пробивному напряжению при нормируемом токе контроля, затем по пробивному напряжению при максимально допустимом токе и, наконец, определяют котангенс угла наклона вольт-амперной характеристики на участке развития лавинного процесса и сравнивают его с эталонным значением. 3 ил. ют с имеющимся для каждого типа приборов нормируемым пробивным напряжением Оы, ИС со значениями Оп меньшими Ои, отбраковываются (см. фиг.1, кривая 2, где 0201 ч).На втором этапе замеряют пробивные напряжения 01, 02 Оп при максимально допустимом токе 1 ии. Результаты сравнивают со значением 01 ч. ИС с величинами. На третьем этапе отбираются приборы с оптимальным (с точки зрения надежности углом наклона ВАХ на участке развития ла винного процесса, Поскольку угол наклона а характеризуется отношениями: физический смысл которых: О" - О ЛО 1 ю - 1 игде ЬЙ - величина изменения комплексного внутреннего сопротивления ИС на участке ВАХ между м и ю. Очевидно, что изменение ЬЯ может происходить как в сторону прироста сопротивления (в случае, когда Ял"Яп), так и в сторону падения сопротивления (в случае, когда Яо Ял), Это обстоятельство предполагает учитывать абсолютные значения Ь й, Таким образом 5 10 15 20 Ьа =ссд а. 30 40 45 5055 Поэтому на третьем этапе приборы со значениями Ь В больше эталонной величины отбраковыва ются,Выбор величин стабильных токов контроля и эталонных значений обусловливается следующим. Нормируемый стабильный ток контроля н выбирают для каждого типа приборов таким, чтобы он соответствовал началу развития лавинного процесса по ВАХ, т.е, приходился ма начало относительно прямолинейного участка кривой;второй замер пробивного напряжения производят при максимально допустимом 2 токе ии, поскольку использование больших токов ведет к выходу отбраковываемых приборов из строя, а замеры при меньших токах приводят к уменьшению Ь , что снижает точность определения величиныаи является существенным фактором при углах, близких к 90 ф, Под максимально допустимым током контроля мч здесь подразумевается такой ток, при котором наступает тепловое равновесие; т,е. энергия джоулева тепла, 35 выделяемого нэ контролируемых р-и-переходах, равна энергии отводимого тепла. При превышении энергии разогрева над отводимой р-и-переход разрушается. Предлагаемый метод является неразрушающим; величину эталона, определяющего угол наклона ВАХ на участке развития лавинного процесса для конкретмых типов приборов определяют опытным путем, поскольку пробивное напряжение зависит как от топологических размеров полупроводниковых элементов и их ухода. так и от изменения технологических процессов изготовления ИС, Для этого приборы, от- бракованные нэ первом и втором этапах, устанавливают на испытания нэ безотказность и по их результатам выбирают граничное значение с 1 д а, соответствующее стабильным приборам. При этом возможно разделение партий ИС по классам стабильности.П риме р, Напервомэтапеу КМОП ИС серии 564 (564 ТМ 2) проводился замер величины пробивного напряжения при нормируемом стабильном токе контроля 1 мкА. Полученные результаты сравнивали с нормируемым. пробивным, равн ым для данного изделия 20 В. Приборы со значением пробивного напряжения, меньшим 20 В, отбракрвывались. Затем на втором этапе замерялось пробивное напряжение при максимально допустимом стабильном токе 1000 мкА. Приборы со значением пробивного напряжения, меньшим 20 В, отбраковывались, На третьем этапе определяют котангенс угла наклона ВАХ как отношение разницы второго и первого замеров пробивного напряжения к разнице второго и первого стабильных токов контроля (т.е. 999 мкА), Абсолютное значение полученного результата сравнивают с эталонным. Приборы со значениями с 1 д а больше эталонной величины отбраковываются,Для получения значения критерия с 19а, ИС 564 ТМ 2, прошедшие первый и второйэтап отбраковки, устанавливали для испытания на надежность при 125 ОС на 500 ч,Данные испытаний сведены в таблицу, Необходимо отметить, что. хотя величина угла а и зависит от масштаба единиц, взятых по оси абсцисс и ординатв данномслучае это обстоятельство не имеет значения, т,к, гю сути дела стд а является приведенной величиной. зависящей от результатов испытания на надежность.Приведенные в таблице значения позволяют разделить упомянутые иэделия натри группы:При ссд а0,1301 - особо стабильные; Присяда- О,1301 - 0,2402-стабильные; При стд а0,2402 - нестабильные.Использование предлагаемого способа позволяет увеличить достоверность отбраковки за счет более полного представления ВАХ в критериях, участвующих в процессе, что значительно повысит качество выпускаемых иэделий,Формула изобретенияСпособ отбраковки ненадежных КМОП ИС, заключающийся в том, что подают испытательные сигналы между входами и шинами питания КМОП ИС, измеряют два эмачения информативного параметра, сравнивают с эталонмыми значениями и проводятотбраковку, отл и ча ю щи йс я тем, что, с целью повышения эффективности отбраковки ненадежности ИС, в качестве информативных параметров используют пробивные напряжения при максимально допустимом и нормируемом стабильном то 1819352ке контроля, эталонными значениями принимают соответствующие пробивные напряжения и котангенс угла наклона вольт-амперной характеристики на участке развития лавинного процесса, отбраковку 5 производят в последовательности: отбраковывают ИС по пробивному напряжению при нормируемом токе контроля, отбраковывают ИС по пробивному напряжению при максимально допустимом токе и определяют котангенс угла наклона вольт-амперной характеристики на участке развития лавинного процесса и сравнивают его с эталонным значением.1819352 3 нк Составитель Л, СотниковаРедактор Техред М,Моргентал Корректор Е. Папп Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 1953 ВНИИПИ Гасу Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5