DD149424A1 - Verfahren zur feststellung von anormalem rauschen in halbleiterbauelementen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die automatisierte elektrische Pruefung von Halbleiterbauelementen unter Produktionsbedingungen. Ziel der Erfindung ist es, Anteile von Stoszrauschen im Rauschen eines Bauelementes festzustellen, um daraus Rueckschluesse auf den technologischen Prozesz zu ziehen. Das Vorhandensein von Stoszrauschen laeszt sich dadurch erkennen, dasz die Verteilung der Amplituden des Rauschens von der Normalverteilung abweichen. Indem ein Wert fuer diese Abweichung berechnet wird, kann mit Hilfe empirisch ermittelter Schwellwerte festgestellt werden, ob im Rauschen eines Bauelementes Anteile von Stoszrauschen vorhanden sind. Das Verfahren laeszt sich bei Verwendung eines Rechners automatisieren und ist dadurch fuer Pruefungen unter Produktionsbedingungen geeignet.

Description

Frankfurt (Oder), den 1ß. 2. 1980 Erfinder: Denda, Wolfgang Dipl.-Ing. Titel der Erfindung

Verfahren "zur Feststellung von anormalem Rauschen in Halbleiterbauelementen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine automatisierbare, elektrische Prüfung von Halbleiterbauelementen unter Produktionsbedingungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß die Messung des Rauschens von Halbleiterbauelementen im allgemeinen so durchgeführt wird, daß der Effektivwert der Rauschspannung in einem bestimmten Frequenzbereich gemessen und daraus der gesuchte Parameter (Rauschfaktor, Eingangsrauschspannung oder -strom u. dgl.) abgeleitet wird. Wie es z. B. in der Patentschrift WP 4-6867-G-01R beschrieben ist. Diese Messung liefert keine Aussage über die Art des Rauschens. Aussagen über das Vorhandensein von Stoßrauschen können gemacht werden, wenn in einem zusätzlichen Meßkanal eine Bewertung der Maximalamplituden der Rauschspannung erfolgt. Diese Methode ist jedoch nur anwendbar, wenn sich die Stoßrauschamplitude

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deutlich aus dem übrigen Verlauf der Rauschspannung heraushebt. Eine gute Beurteilung des Rauschens ist mit Hilfe eines Oszilloskopes möglich. Diese Methode ist jedoch nur unter Laborbedingungen anwendbar.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mittels dem festgestellt werden kann, ob im Rauschen eines Halbleiterbauelementes Anteile von Stoßrauschen vorhanden sind. Der Nutzen dieses Verfahrens besteht darin, daß unter Produktionsbedingungen Aussagen über das Auftreten von Stoßrauschen und damit über den technologischen Prozeß möglich sind.

Darlegung des Y/esens der Erfindung

Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein unter Produktionsbedingungen anwendbares, automatisierbares Verfahren zu entwickeln, das den Wachweis von geringen Anteilen von Stoßrauschen im Rauschen von Halbleiterbauelementen gewährleistet» Die Nachweisgrenze soll deutlich unter der der bekannten Verfahren liegen.

Zur erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird die an sich bekannte Tatsache ausgenutzt, daß die Amplituden des weißen Rauschens und des Funkelrauschens einer Normalverteilung genügen, wenn eine ausreichende Beobachtungszeit vorausgesetzt wird. Beim Stoßrauschen ist dies nicht der Fall. Bei einer Kombination von Stoßrauschen, weißem Rauschen und Funkelrauschen zeigt die Verteilung der Amplituden eine Abweichung von der Normalverteilung, die umso größer ist, je größer der Anteil des Stoßrauschens ist» Bei den zu prüfenden Bauelementen wird durch Messung die Amplitudenverteilung bestimmt. Diese Amplitudenverteilung wird mit einer Normalverteilung gleichen Erwartungswertes und gleicher Standardabweichung verglichen. Es wird ein Y/ert y ermittelt, der den Grund der Abweichung angibt. Liegt dieser Wert y unterhalb einer Schwelle y^_f dann wird mit großer Wahrscheinlichkeit/angenommen, daß kein. Stoßrauschen vorhanden ist. Liegt dieser Y/ert y oberhalb einer Schwelle

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y₂ > y., dann ist es ersichtlich, daß Anteile von Stoßrauschen vorhanden sind. Die beiden Schwellwerte y,. und y₂ werden für die vorhandenen Bedingungen (Beobachtungszeit, Klasseneinteilung u. dgl.) empirisch ermittelt. Zwischen den beiden Schwellwerten entsteht ein Unsicherheitsbereich, dessen Breite mit der Aussage-Wahrscheinlichkeit korreliert ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert. Die verstärkte und gegebenenfalls bandbegrenzte Rauschspannung wird mittels eines AD-Wandlers in eine Folge von n-bit-Ys'orten umgewandelt. Bin angeschlossener Rechner sortiert die anfallenden Worte nach k Klassen (k = 2ⁿ)· Aus den Klassenhäufigkeiten p. werden der Erwartungswert und die Standardabweichung berechnet. Damit wird die Klassenhäufigkeit p^. der Normalverteilung mit gleichem Erwartungswert und gleicher Standardabweichung ermittelt. Der Wert

y-Σ

I *O

ist dann ein !.!aß für die Abweichung der Ainplitudenverteilung von der zugehörigen Normalverteilung.

Die Schwellwerte y. und y₂ werden für eine bestehende Anordnung einmalig empirisch ermittelt, indem von mehreren Bauelementen der y-Wert berechnet und mit dem Spannungs-Oszillogramm verglichen wird.

Claims (3)

1. 219.294

   Erfindungsanspruch

   i· Verfahren zur Feststellung von anormalem Rauschen in Halbleiterbauelementen gekennzeichnet dadurch, daß ein berechenbarer Wert y für die Abweichung der Ainplitudenverteilung des Rauschens von einer Normalverteilung gleichen Mittelwertes und gleicher Standardabweichung zur Feststellung von anormalem Rauschen verwendet wird»
2. 2. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß der

   Wert y = }_ _Pn· ein Maß für die Abweichung der

   Amplitudenverteilung von der zugehörigen Normalverteilung ist. "
3. 3· Verfahren nach den Punkten 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, daß die Schwellwerte y^ und y_o für eine .Yießanordnung einmalig ermittelt werden durch Vergleich der y-Werte mehrerer Bauelemente mit den zugehörigen SpannungsoszillograiTiiuen.