СПОСОБ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ПАРТИЙ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ
METHOD FOR COMPARATIVE ASSESSMENT OF RELIABILITY OF INTERGRAL CIRCUITS BATCHES

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности интегральных схем (ИС), и может быть использовано для сравнительной оценки надежности партий ИС 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 прибор 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. Изобретение направлено на устранение этого недостатка и повышение функциональных возможностей способа.
Предложенный способ сравнительной оценки партий ИС основывается на измерении динамических параметров до и после воздействия электростатических разрядов (ЭСР) и термического отжига.
Способ осуществляется следующим образом: от каждой партии одного типа (количество партий не ограничено) методом случайной выборки отбирают по 10-20 схем.
Каждая из отобранных ИС за один цикл подвергается воздействию пяти ЭСР различной полярности максимально допустимой по техническим условиям величиной на каждую из пар выводов: вход - общая точка, выход - общая точка, питание - общая точка, вход - выход. После ИС отжигаются при максимально допустимой температуре перехода (кристалла) в течение 4-8 часов. ИС подвергаются воздействию не менее трех циклов воздействия ЭСР и отжига. По количеству отказавших ИС делают вывод о сравнительной надежности партий схем.
Способ был опробован на выборках по 10 шт. из двух партий ИС типа КР561ТМ2 (2 Д-триггера, выполненный на кремнии по технологии КМОП). Максимально допустимое воздействие ЭСР на эти ИС по ТУ составляет 100 В. Каждая из схем за один цикл подвергалась воздействию пяти ЭСР величиной 100 В различной полярности на каждую из пар выводов: вход - общая точка (выводы 3-7, 4-7, 5-7, 6-7), выход - общая точка (выводы 1-7, 2-7), питание - общая точка (выводы 14-7), вход выход (выводы 3-1, 4-1, 5-1, 6-1, 3-2, 4-2, 5-2, 6-2). Всего за один цикл проводилось 150 воздействий ЭСР. После каждого цикла ИС отжигали при температуре 125°C в течение 4 ч.
TLH
THL
ИС подвергались воздействию трех циклов. Измерения динамических параметров - время переключения ИС t и tпроводились по схеме измерения работоспособности ИС, приведенной в ТУ. Значение времен для выборки из 1-й партии приведены в табл.1 и 2.
Таблица 1
Номер ИС
Значение t<sub>TLH</sub>, мкс, после
Предварительного контроля
1-го цикла
2-го цикла
3-го цикла
4-го цикла
1
0,1
0,24
0,35
0,55
0,3
2
0,12
0,3
0,35
0,55
0,52
3
0,13
0,23
0,3
0,55
0,4
4
0,13
0,23
0,3
0,5
0,52
5
0,13
0,25
0,32
2,5
0,5
6
0,13
0,23
0,35
отказ
7
0,13
0,25
0,3
отказ
8
0,13
0,22
0,36
1
1
9
0,13
0,26
0,35
0,45
0,4
10
0,13
отказ
Таблица 2
Номер ИС
Значение t<sub>THL</sub>, мкс после
Предварительного контроля
1-го цикла
2-го цикла
3-го цикла
4-го цикла
1
0,05
0,14
0,24
0,5
0,2
2
0,05
0,13
0,22
0,45
0,24
3
0,05
0,14
0,22
0,45
0,3
4
0,05
0,13
0,2
0,32
0,28
5
0,05
0,13
0,2
0,8
0,3
6
0,05
0,16
0,22
отказ
7
0,05
0,13
0,24
отказ
8
0,05
0,16
0,24
0,37
0,35
9
0,06
0,17
0,2
0,32
0,4
10
0,04
отказ
Видно из табл.1 и 2, что отказы произошли после 1-го (один отказ) и 3-го циклов (2 отказа), т.е. всего 3 отказа. Четвертый цикл был проведен для подтверждения достаточности для этих схем 3-х циклов.
Для выборки из 2-й партии воздействия 3-х циклов показало, что отказы произошли после 2-го цикла (2 отказа) и 3-го цикла (2 отказа), т.е. всего 4 отказа.
По полученным данным можно сделать вывод, что вторая партия менее надежная.
Источник информации
1. Патент РФ №2226698, G01R 31/26, опубл. 10.04.2004. Бюл. №10.