RU2168735C2 - Способ отбора изделий электронной техники по стойкости или надежности - Google Patents
Способ отбора изделий электронной техники по стойкости или надежности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168735C2 RU2168735C2 RU99107094A RU99107094A RU2168735C2 RU 2168735 C2 RU2168735 C2 RU 2168735C2 RU 99107094 A RU99107094 A RU 99107094A RU 99107094 A RU99107094 A RU 99107094A RU 2168735 C2 RU2168735 C2 RU 2168735C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- products
- sample
- reliability
- training
- radiation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к микроэлектронике и предназначено для разбраковки изделий электронной техники по заранее заданным уровням стойкости или надежности. Способ включает формирование представительной "обучающей" выборки для каждого типа разбраковки из испытуемой партии изделий, облучение ее небольшой дозой, вызывающей значимое изменение не менее двух параметров, указанных в технических условиях или дополнительных, построение распределения изделий выборки по степени изменения параметров, вызванного облучением, отжиг до восстановления параметров и испытание выборки на радиационную стойкость до достижения не менее 50% отказов - в случае разбраковки испытываемой партии на радиационную стойкость; испытание выборки на медианный ресурс или в течение требуемой наработки на отказ или в течение времени, необходимого для определения требуемого ресурса - в случае разбраковки испытываемой партии на надежность; испытание выборки на надежность при комбинированном действии облучения, тепловых и электрических нагрузок до получения не менее 50% отказов - в случае разбраковки испытываемой партии по уровням наработки на отказ в условиях комбинированного действия дестабилизирующих факторов. Техническим результатом способа является возможность осуществления отбора наиболее радиационностойких и надежных приборов с гарантированными показателями стойкости и надежности, которые в 1,5-2 раза превышают средние значения по наработке и на пол- или порядок превышают средние значения по стойкости. Способ технологичен, не требует больших затрат и не ухудшает эксплуатационных характеристик изделий. 11 ил.
Description
Изобретение относится к области электронной техники, в частности предназначено для разбраковки полупроводниковых приборов и интегральных схем по уровням стойкости и надежности.
Известен способ отбора изделий электронной техники [1], включающий измерение указанных в ТУ всех начальных параметров, всех изделий партии, подлежащей разбраковке. Дополнительно у всех изделий измеряют напряжение на входах и выходах при микротоках через изделие. Формируется представительная выборка из партии изделий, которую облучают до уровня дозы проникающей радиации, при которой количество отказавших изделий выборки и количество работоспособных изделий выборки становятся величинами одного порядка. Формируют массивы начальных параметров отказавших и работоспособных приборов и статистическим методом распознавания образов рассчитывают для каждого изделия партии дискриминационную функцию D. Отбор радиационностойких изделий проводят при условии D больше L, где L - порог распознавания.
Указанный способ наряду с очевидным достоинством, таким как возможность осуществления отбора радиационностойких изделий без облучения всей партии испытуемых изделий, позволяет отбирать изделия, нестойкие только к тем уровням воздействия, при которых количества отказавших и работоспособных приборов становятся величинами одного порядка. Однако способ не дает возможности отбраковать наименее стойкие и отобрать наиболее стойкие изделия с указанием их стойкостных характеристик и не предусматривает разбраковки изделий по уровням надежности. Кроме того, на стадии отбора требуется измерение большого количества электрических параметров приборов.
Известен также способ испытаний на надежность интегральных схем [2], являющийся, по сути дела, способом испытаний на радиационную надежность, т. к. старение изделий имитируется воздействием радиационного излучения.
Способ устанавливает некую корреляционную зависимость между изменением характеристик изделий, вызванных радиацией, и их надежностью. Испытаниям подвергаются изделия на стадии пластин. Способ предусматривает измерение тока подложки от времени в тестовых n-или p-транзисторах, одновременно при этом фиксируется время, при котором наблюдается уход порогового напряжения тестового транзистора на 10 мВ. Далее аналогичный тестовый транзистор подвергают облучению низкоэнергетическим рентгеновским излучением и фиксируют дозу облучения, при которой также наблюдается уход порогового напряжения на 10 мВ. Равенство ухода порогового напряжения в обоих случаях позволяет установить соотношение между полученной транзистором дозой и временем изменения тока подложки, что эквивалентно, по мнению авторов способа, определению соотношения между полученной транзистором дозой и ресурсом работоспособности транзистора.
Однако, если применить этот способ для оценки радиационной стойкости ИЭТ и довести способ до логического конца, т.е. определить количественные критерии, то окажется, что реализовать его для отбора пластин с наименее радиационностойкими ИС в серийном производстве невозможно, т.к. для определения скорости изменения токов в подложке требуется до 105 с, т.е. эксперимент для получения достоверной информации должен длиться не менее 10 дней.
Указанный способ обладает низкой достоверностью, поскольку он применяется для оценки надежности изделий на стадии пластин, а при проведении последующих операций технологической цепочки, включающих высокотемпературные процессы (такие как приварка выводов и корпусирование) картина дефектообразования меняется (некоторые дефекты отжигаются, в то время как возникают новые и пр.), т.е. результаты отбора на стадии пластин могут быть иные, чем результаты отбора готовых изделий.
Критерием для оценки надежности в указанном способе является характер зависимости набора критической дозы облучения во времени от тока подложки. Никаких операций, позволяющих осуществить отбор по количественному признаку, по уровням надежности, способом не предусмотрено.
Наиболее близким аналогом-прототипом изобретения является способ отбора радиационностойких изделий электронной техники [3], включающий облучение партии изделий, предназначенных для установки в бортовую аппаратуру, сравнительно небольшой дозой гамма-квантов или электронов с последующим отбором и исключением из партии приборов с наибольшими изменениями параметров. Способом предусматривается и другая возможность отбраковки путем облучения ИС полной дозой, эквивалентной ожидаемой поглощенной дозе радиации в реальных условиях применения ИС, например потоком электронов со средней энергией 3 МэВ и плотностью 5•1012 см-2, эквивалентной дозе гамма излучения Co60 Д = 1,25•105 рад. Для восстановления начальных параметров после указанных испытаний проводится отжиг приборов при повышенной температуре.
Указанный способ предназначен для отбраковки нерадиационностойких изделий. Отбор изделий с заданной стойкостью по указанному способу требует облучения большой дозой и длительного отжига, что, помимо материальных затрат, снижает эксплуатационные характеристики изделий, особенно в части надежности. Он не дает возможности разбраковки по уровням надежности в интервале возможных значений, а также не позволяет производить отбор как наименее стойких и надежных, так и наиболее стойких и надежных изделий с указанием стойкостных и надежностных характеристик.
В настоящее время в электронной промышленности остается нерешенной задача отбора изделий электронной техники для работы в различных условиях повышенной радиации в течение различных сроков функционирования (в космических летательных аппаратах, на атомных станциях и др.) в условиях серийного производства с достаточной степенью достоверности.
Заявляемый способ позволяет решить актуальную в настоящее время техническую задачу: разбраковать приборы по гарантированным уровням стойкости или надежности, осуществить отбор наиболее радиационностойких и надежных приборов с гарантированными показателями стойкости и надежности, в 1,5-2 раза превышающими средние значения по наработке и на полпорядка - порядок превышающими средние значения по стойкости.
Способ не требует больших затрат на проведение испытаний, дает достаточно достоверный результат, не ухудшает эксплутационных характеристик изделий.
Заявляется способ радиационной разбраковки по уровням стойкости и надежности, основанный на известной корреляционной зависимости величины изменения информативных параметров (из числа стандартных и дополнительных) конкретного изделия при облучении его небольшой дозой радиации от стойкостных и надежностных характеристик данного изделия [2], [3], значения которых определяются как конструктивно-технологическими данными, заложенными при разработке, так и условиями производства. Способ с целью расширения области прогнозирования вплоть до максимально возможных значений, а также введения количественных характеристик области прогнозирования радиационной стойкости и надежностных показателей (ресурса изделия на отказ) включает облучение изделий "обучающей" выборки и разбраковываемой партии с измерением электрических параметров до и после облучения и последующий отжиг до восстановления параметров. Изделия "обучающей" выборки и разбраковываемой партии облучают одинаковыми уровнями доз проникающей радиации, вызывающими накопление заряда на технологических дефектах в активном объеме, но не приводящими к значительному структурному дефектообразованию, формируют распределения изделий "обучающей" выборки по изменениям параметров, вызванных облучением, проводят испытания изделий "обучающей" выборки на радиационную стойкость (в случае разбраковки по стойкости) или на надежность (в случае разбраковки по уровням наработки на отказ), и далее по результатам испытаний строят распределения отказавших изделий по уровням стойкости или наработки для определения весовых составляющих в "обучающей" выборке с определенными значениями стойкости или наработки на отказ и определяют информативные параметры, величина изменения которых коррелирует со значениями стойкости или наработки конкретного изделия, а отбор изделий из разбраковываемой партии с требуемыми уровнями стойкости или надежности проводят исходя из корреляции изменений информативных параметров, вызванных облучением изделий, со значениями стойкости или наработки на отказ и из условия равенства весовых составляющих изделий с определенными уровнями стойкости или наработки разбраковываемой партии и "обучающей" выборки.
При разработке способа исходили из следующего.
Стойкость и надежность конкретного изделия определяется количеством содержащихся в нем внутренних дефектов (дислокации, неконтролируемые примеси, другие точечные дефекты). При облучении полупроводниковых приборов небольшой дозой (порядка 0,1 - 0,3 от уровня, предусмотренного ТУ), одним из основных эффектов является накопление заряда на внутренних дефектах, изменяющее поверхностное состояние на границе раздела диэлектрик-полупроводник, внутреннее электрическое поле p-n перехода, что приводит к изменению некоторых параметров (далее - информативных параметров), пропорциональному концентрации дефектов. Таким образом, каждому изделию можно сопоставить значения изменений информативных параметров и распределить изделия любой партии по мере увеличения изменений информативных параметров, отражающих повышение концентрации дефектов и как результат - снижение стойкостных и надежностных показателей изделия.
Таким образом, как распределение изделий в партии в зависимости от изменений информативных параметров при облучении небольшой дозой, так и распределение отказов изделий этой же партии в интервале доз вплоть до максимальной и распределение отказов при наработке должны иметь одинаковую форму, поскольку все эти распределения отражают распределения концентрации дефектов от изделия к изделию.
При установившемся технологическом процессе производства характерное распределение весовых составляющих (долей) изделий с определенной концентрацией дефектов и, следовательно, с определенными уровнями стойкости и наработки практически не меняются от партии к партии, и поэтому распределения отказов от дозы или наработки, полученные для представительных "обучающих" выборок (каждая не менее 50 шт.) можно распространить на любую партию, изготовленную в тех же условиях и подлежащую разбраковке.
Из подобности форм распределений изделий в партии по изменениям информативных параметров при облучении небольшой дозой и распределений отказов изделий при испытаниях на радиационную стойкость или наработку следует равенство весовых составляющих (долей) изделий с определенными уровнями стойкости или наработки весовых составляющих в "обучающих" выборках с весовыми составляющими (долями) изделий разбраковываемых партий, и что этим весовым составляющим (долям) будут соответствовать уровни стойкости и надежности, полученные экспериментально на "обучающих" выборках.
Для исключения влияния предварительного облучения на стойкость и надежность изделий при эксплуатации все разбраковываемые партии изделий, а также "обучающие" выборки после небольшого облучения необходимо отжигать до восстановления начальных значений параметров.
Таким образом, способ основан на корреляции изменений информативных параметров, вызванных облучением небольшой дозой, от значений стойкости и наработки на отказ конкретного изделия и на использовании реальных распределений стойкости или наработки на отказ изделий "обучающей" выборки.
Изделия разбраковываются по любым заданным уровням стойкости или надежности по результатам измерений до и после облучения небольшой дозой 2-4 предварительно выбранных информативных параметров с высокой степенью достоверности. Для этого формируют по известным правилам [4] представительную "обучающую" выборку для каждого типа разбраковки из разбраковываемой партии изделий с тем, чтобы критерии разбраковки, полученные на "обучающей" выборке, распространить на разбраковываемую партию, облучают "обучающую" выборку небольшим уровнем дозы проникающей радиации (например, 0,1-0,3 от уровня дозы, предусмотренного ТУ), вызывающим накопление заряда на технологических дефектах в активном объеме, но не приводящим к значительному структурному дефектообразованию и вызывающим значимое изменение (в среднем не менее 15 -20%, не менее 2-х параметров, указанных в ТУ, и дополнительных), строят распределения изделий выборки по степени изменения параметров, вызванного облучением, отжигают до восстановления параметров. Отжиг проводится с целью исключения влияния облучения на эксплуатационные (особенно надежностные) характеристики изделий. Далее проводятся испытания выборки на радиационную стойкость до достижения не менее 50% отказов в случае разбраковки испытываемой партии на радиационную стойкость [5] или испытания выборки на надежность [6] (на медианный ресурс, или в течение требуемой наработки на отказ, или в течение времени, необходимого для определения требуемого ресурса) в случае разбраковки испытываемой партии на надежность; испытание выборки на надежность при комбинированном действии облучения, тепловых и электрических нагрузок до получения не менее 50% отказов в случае разбраковки испытываемой партии по уровням наработки на отказ в условиях комбинированного действия дестабилизирующих факторов [7] . По результатам испытаний строят распределения отказавших изделий выборок от уровней воздействующих факторов и определяют весовые составляющие (доли) изделий в выборке, стойкость или надежность которой соответствует (не соответствует) заданным уровням воздействующих факторов, и распространяют значения этих весовых составляющих на партии изделий, подлежащих разбраковке. На основе сопоставления распределений изделий "обучающей" выборки по степени изменения параметров, вызванного облучением, с распределением отказавших изделий "обучающей" выборки при испытаниях выбирают 2-4 информативных параметра, величина изменения которых при облучении коррелирует с уровнем воздействующего фактора, а разбраковку изделий партий по заданным уровням воздействующих факторов производят путем облучения партий той же дозой, что и "обучающую" выборку, с последующим отжигом до восстановления параметров и замером информативных параметров до и после облучения и последующей статистической обработкой распределений изделий партии по степени изменения информативных параметров, вызванных облучением, и из условия равенства значений весовых составляющих изделий с заданными уровнями воздействующих факторов в разбраковываемой партии и "обучающей" выборке.
В соответствии с заявленным способом разбраковка осуществляется по критериям, полученным на подготовительном этапе.
Подготовительный этап включает в себя:
- формирование "обучающих" выборок (каждая объемом не менее 50 шт. пронумерованных изделий) и начальный замер стандартных и дополнительных параметров;
- облучение с последующим замером параметров изделий "обучающей" выборки небольшой дозой (например, 0,1-0,3 от уровня дозы, предусмотренного ТУ), вызывающей значимое (в среднем не менее 20%) изменение двух и более параметров;
- построение распределений изделий "обучающей" выборки, с указанием номеров изделий, по относительным изменениям параметров;
- отжиг "обучающей" выборки до восстановления параметров;
- испытание "обучающей" выборки на радиационную стойкость до уровней воздействия, приводящих к отказу не менее 50% изделий, - в случае разбраковки последующих партий изделий на радиационную стойкость;
- испытание "обучающей" выборки на надежность (на медианный ресурс, или в течение требуемой наработки на отказ, или в течение времени, необходимого для определения требуемого ресурса) - в случае разбраковки последующих партий изделий по уровням наработки на отказ по надежности;
- в случае отбора изделий для комплектации аппаратуры с длительным сроком активного существования в постоянно действующих радиационных полях испытание "обучающей" выборки на надежность проводится при комбинированном действии облучения, тепловых и электрических нагрузок до получения не менее 50% отказов;
- построение распределений количества отказавших изделий, каждое со своим номером, от дозы или времени наработки в "обучающей" выборке;
- выбор (на основе сопоставления распределений изделий "обучающей" выборки по изменениям параметров после облучения небольшой дозой и распределения отказов изделий по дозе или наработке после испытаний на радиационную стойкость или надежность) не менее двух информативных параметров из условий, что их изменения после данного облучения для каждого изделия коррелируют наилучшим образом со значениями стойкости или наработки этого изделия: изделию с более высокой стойкостью или наработкой соответствуют минимальные изменения информативных параметров.
- формирование "обучающих" выборок (каждая объемом не менее 50 шт. пронумерованных изделий) и начальный замер стандартных и дополнительных параметров;
- облучение с последующим замером параметров изделий "обучающей" выборки небольшой дозой (например, 0,1-0,3 от уровня дозы, предусмотренного ТУ), вызывающей значимое (в среднем не менее 20%) изменение двух и более параметров;
- построение распределений изделий "обучающей" выборки, с указанием номеров изделий, по относительным изменениям параметров;
- отжиг "обучающей" выборки до восстановления параметров;
- испытание "обучающей" выборки на радиационную стойкость до уровней воздействия, приводящих к отказу не менее 50% изделий, - в случае разбраковки последующих партий изделий на радиационную стойкость;
- испытание "обучающей" выборки на надежность (на медианный ресурс, или в течение требуемой наработки на отказ, или в течение времени, необходимого для определения требуемого ресурса) - в случае разбраковки последующих партий изделий по уровням наработки на отказ по надежности;
- в случае отбора изделий для комплектации аппаратуры с длительным сроком активного существования в постоянно действующих радиационных полях испытание "обучающей" выборки на надежность проводится при комбинированном действии облучения, тепловых и электрических нагрузок до получения не менее 50% отказов;
- построение распределений количества отказавших изделий, каждое со своим номером, от дозы или времени наработки в "обучающей" выборке;
- выбор (на основе сопоставления распределений изделий "обучающей" выборки по изменениям параметров после облучения небольшой дозой и распределения отказов изделий по дозе или наработке после испытаний на радиационную стойкость или надежность) не менее двух информативных параметров из условий, что их изменения после данного облучения для каждого изделия коррелируют наилучшим образом со значениями стойкости или наработки этого изделия: изделию с более высокой стойкостью или наработкой соответствуют минимальные изменения информативных параметров.
Далее проводят собственно разбраковку любой партии, изготовленной в тех же условиях, что и "обучающая" выборка.
Для этого разбраковываемую партию облучают небольшой дозой и отжигают в режиме, определенном на подготовительном этапе, с замером информативных параметров до и после облучения, и строят распределения пронумерованных изделий по относительным изменениям информативных параметров. С использованием этих распределений производят разбраковку изделий по заданным уровням стойкости или надежности следующим образом:
- определяют долю изделий в "обучающей" выборке, стойкость или наработка которых не превышает требуемые задаваемые уровни стойкости или надежности;
- из распределений изделий разбраковываемой партии по относительным изменениям информативных параметров отбирают изделия таким образом, чтобы суммарное количество изделий, отобранных по всем информативным параметрам с максимальными изменениями, составляло такую же долю в разбраковываемой партии, что и доля изделий в "обучающей" выборке, стойкость или наработка которых не превышает требуемый (заданный) уровень. Таким образом производят отбраковку изделий, имеющих уровень стойкости или наработки ниже требуемого.
- определяют долю изделий в "обучающей" выборке, стойкость или наработка которых не превышает требуемые задаваемые уровни стойкости или надежности;
- из распределений изделий разбраковываемой партии по относительным изменениям информативных параметров отбирают изделия таким образом, чтобы суммарное количество изделий, отобранных по всем информативным параметрам с максимальными изменениями, составляло такую же долю в разбраковываемой партии, что и доля изделий в "обучающей" выборке, стойкость или наработка которых не превышает требуемый (заданный) уровень. Таким образом производят отбраковку изделий, имеющих уровень стойкости или наработки ниже требуемого.
Для отбора изделий, уровень стойкости или наработки которых превышает требуемый уровень:
- определяют долю изделий в "обучающей" выборке, стойкость или наработка которых превышает требуемые уровни стойкости или надежности;
- из распределений относительных изменений информативных параметров отбирают изделия, имеющие минимальные относительные изменения всех информативных параметров, и количество этих изделий должно составлять такую же долю в разбраковываемой партии, что и доля изделий в "обучающей", стойкость или наработка которых превышает требуемый (заданный) уровень. Алгоритм разбраковки представлен на фиг. 1 и в соотношениях.
- определяют долю изделий в "обучающей" выборке, стойкость или наработка которых превышает требуемые уровни стойкости или надежности;
- из распределений относительных изменений информативных параметров отбирают изделия, имеющие минимальные относительные изменения всех информативных параметров, и количество этих изделий должно составлять такую же долю в разбраковываемой партии, что и доля изделий в "обучающей", стойкость или наработка которых превышает требуемый (заданный) уровень. Алгоритм разбраковки представлен на фиг. 1 и в соотношениях.
Отбраковка изделий, стойкость или наработка которых ниже требуемого уровня:
Отбор изделий, стойкость или наработка которых превышает требуемый уровень:
где n - количество изделий в "обучающей" выборке,
nотк - количество отказавших изделий в "обучающей" выборке,
N - количество изделий в разбраковываемой партии,
n(Д1) - количество изделий в "обучающей" выборке, стойкость или наработка которых превышает Д1,
n(Д2) - количество изделий в "обучающей" выборке, стойкость или наработка которых ниже Д2,
k - количество информативных параметров,
Pj - j-тый информативный параметр,
Ni - изделие с номером i в разбраковываемой партии,
NiPj - изделие с номером i в распределении изделий в разбраковываемой партии по относительному изменению Pj-того информативного параметра.
Отбор изделий, стойкость или наработка которых превышает требуемый уровень:
где n - количество изделий в "обучающей" выборке,
nотк - количество отказавших изделий в "обучающей" выборке,
N - количество изделий в разбраковываемой партии,
n(Д1) - количество изделий в "обучающей" выборке, стойкость или наработка которых превышает Д1,
n(Д2) - количество изделий в "обучающей" выборке, стойкость или наработка которых ниже Д2,
k - количество информативных параметров,
Pj - j-тый информативный параметр,
Ni - изделие с номером i в разбраковываемой партии,
NiPj - изделие с номером i в распределении изделий в разбраковываемой партии по относительному изменению Pj-того информативного параметра.
Изобретение поясняется фигурами.
Фиг. 1 - схема разбраковки.
Фиг. 2, 3 - распределения изделий "обучающей" выборки ИС 564ЛА7 по изменению информативных параметров, вызванных облучением дозой 104 Р.
Фиг. 4 - распределение отказавших изделий "обучающей" выборки ИС 564 ЛА7 при испытаниях на радиационную стойкость.
Фиг. 5, 6 - распределения изделий в партии ИС 564ЛА7 из 46 штук по относительным изменениям информативных параметров, вызванных облучением дозой 104 Р.
Фиг. 7, 8 - распределение изделий "обучающей" выборки ИС 564ЛА7 по изменению информативных параметров, вызванных облучением дозой 104 Р.
Фиг. 9 - распределение отказавших изделий "обучающей" выборки ИС 564ЛА7 при испытаниях на надежность в условиях циклического воздействия облучения и наработки.
Фиг. 10, 11 - распределения изделий в партии ИС 564ЛА7 из 48 штук по относительным изменениям информативных параметров, вызванных облучением дозой 104 Р.
Высокая достоверность заявляемого способа подтверждается многочисленными экспериментами, в частности в соответствии с заявленным способом были произведены разбраковки интегральных схем по уровням стойкости и надежности с использованием машинных программ, позволяющих автоматизировать разбраковку по указанным уровням.
Разбраковывались партии схем 564ЛА7 по уровню радиационной стойкости 105 P и наработки до отказа 100 тыс. часов в условиях комбинированного воздействия дестабилизирующих факторов.
На подготовительном этапе <обучающая> выборка из 50 шт. облучалась дозой 104 (0,3 от уровня ТУ), отжигалась 50 ч при 125oC и подвергалась испытаниям на радиационную стойкость до получения 100% отказов. По результатам проведенных испытаний выбирались информативные параметры. Для этого строили распределения изделий по относительным изменениям стандартных и дополнительных параметров, замеренных до и после облучения дозой 104 P, и эти распределения сопоставлялись с распределением отказов при испытаниях на радиационную стойкость в диапазоне доз от 2•104 P до 2•105Р. Наибольшую корреляцию показали токи потребления низкого и высокого уровней ICCH и ICCL (фиг. 2, 3, 4).
Таким образом были получены необходимые критерии для разбраковки: информативные параметры и распределения отказов от уровней облучения. Ниже заданного уровня стойкости 105 P доля (весовая составляющая) ИС в "обучающей" выборке, определенная из распределения отказов, составила 54%.
По полученным критериям была проведена по вышеприведенному алгоритму разбраковка партии данных ИС объемом 46 шт. по уровню стойкости 105 P с последующей экспериментальной проверкой их радиационной стойкости. Распределения изделий партии по относительным изменениям информативных параметров после облучения дозой 104 P приведены на фиг. 5, 6. В соответствии с этим распределениями были отбракованы 54% изделий с максимальными изменениями информативных параметров, соответствующие доли изделий "обучающей" выборки с уровнем стойкости меньше 105 P, оставшиеся ИС с уровнем стойкости по прогнозу больше 105 P были облучены дозой, равной заданному уровню разбраковки - 105 Р. Все изделия выдержали испытания.
Для прогнозирования надежности данного типа ИС в условиях постоянно действующих радиационных полей на подготовительном этапе другая "обучающая" выборка из 50 шт. облучалась дозой 104 P (0,3 от уровня ТУ), отжигалась 50 ч при 125oC и подвергалась ускоренным испытаниям в условиях, моделирующих комбинированное воздействие ионизирующего излучения, температуры и электрических нагрузок в виде циклических испытаний, каждый цикл которых содержал облучение дозой 5•103 P и наработку в течение 250 ч при температуре 125oC в нормальном электрическом режиме (всего 20 циклов).
Результаты испытаний показали информативность тех же параметров, что и в случае прогнозирования радиационной стойкости (фиг. 7, 8, 9). По результатам испытаний построено распределение отказов от накопленной дозы и времени наработки при температуре 65oC с учетом температурного коэффициента ускорения (фиг. 9). Весовая составляющая для изделий с наработкой менее 100 тыс. часов и стойкостью ниже 105 P составила 58%.
По полученным критериям была проведена по вышеприведенному алгоритму разбраковка партии данных ИС объемом 48 шт. по заданному уровню наработки (100 тыс. ч) и стойкостью 105 P с последующей экспериментальной проверкой.
Распределения изделий партии по относительным изменениям информативных параметров после облучения дозой 104 P приведены на фиг. 10, 11. В соответствии с этим распределениями были отобраны 42% изделий с минимальными изменениями информативных параметров, соответствующие по прогнозу наработке 100 тыс. ч и стойкости 105 P, которые затем были поставлены на наработку в режимах испытаний "обучающей" выборки. Все изделия выдержали испытания.
Литература:
1. "Способ отбора радиационностойких изделий электронной техники" (Патент РФ N 2066869, МКИ G 01 R 31/26, опубликован 20.09.96, бюл. N 26).
1. "Способ отбора радиационностойких изделий электронной техники" (Патент РФ N 2066869, МКИ G 01 R 31/26, опубликован 20.09.96, бюл. N 26).
2. "Способ испытаний на надежность интегральных схем" (Патент США 4816753, МКИ G 01 R 31/26, опубл. 28.03.89.)
3. Чернышев А.А., Ведерников В.В., Галеев А.И., Горюнов Н.Н. "Радиационная отбраковка полупроводниковых приборов и интегральных схем". Зарубежная электронная техника, 1979, Вып. 5, с. 3-25.
3. Чернышев А.А., Ведерников В.В., Галеев А.И., Горюнов Н.Н. "Радиационная отбраковка полупроводниковых приборов и интегральных схем". Зарубежная электронная техника, 1979, Вып. 5, с. 3-25.
4. ГОСТ 19321-73.
5. В. Н. Мурашев, Г.А. Осипов, Е.А. Ладыгин, В.Г. Малинин "Термо- и радиационностойкие СБИС на структуре кремний на изоляторе". Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, 1996, вып. 1-3, с. 108-110).
6. РД 11 0755-90 "Микросхемы интегральные. Методы ускоренных испытаний на безотказность и долговечность", ВНИИ "Электронстандарт", 1990.
7. Л. М. Нойверт, В.П. Загребельный, Ю.Н. Торгашев, И.В. Куликов, М.М. Малышев. "Исследование радиационно-надежностных характеристик ИС в циклах "облучение - испытание на надежность", Радиационно-надежностные характеристики изделий электронной техники в экстремальных условиях эксплуатации. Под редакцией Ю. Н. Торгашева. СПб.: Издательство РНИИ "Электронстандарт", 1994, с. 52-56.
Claims (1)
- Способ отбора изделий электронной техники по стойкости или надежности, включающий облучение изделий "обучающей" выборки и разбраковываемой партии, измерение электрических параметров до и после облучения и последующий отжиг до восстановления параметров, отличающийся тем, что изделия "обучающей" выборки и разбраковываемой партии облучают одинаковыми уровнями доз проникающей радиации, вызывающими накопление заряда на технологических дефектах в активном объеме, но не приводящими к значительному структурному дефектообразованию, формируют распределения изделий "обучающей" выборки по изменениям параметров, вызванных облучением, проводят испытания изделий "обучающей" выборки на радиационную стойкость, в случае разбраковки по стойкости или на надежность, в случае разбраковки по уровням наработки на отказ, и далее по результатам испытаний строят распределения отказавших изделий по уровням стойкости или наработки на отказ для определения весовых составляющих в "обучающей" выборке с определенными значениями стойкости или наработки на отказ и определяют информативные параметры, величина изменения которых коррелирует со значениями стойки или наработки на отказ конкретного изделия, а отбор изделий из разбраковываемой партии с требуемыми уровнями стойкости или надежности проводят исходя из корреляции изменений информативных параметров, вызванных облучением изделий, со значениями стойкости или наработки на отказ, и из условия равенства весовых составляющих изделий с определенными уровнями стойкости или наработки на отказ разбраковываемой партии и "обучающей" выборки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99107094A RU2168735C2 (ru) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Способ отбора изделий электронной техники по стойкости или надежности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99107094A RU2168735C2 (ru) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Способ отбора изделий электронной техники по стойкости или надежности |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99107094A RU99107094A (ru) | 2001-02-10 |
| RU2168735C2 true RU2168735C2 (ru) | 2001-06-10 |
Family
ID=20218170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99107094A RU2168735C2 (ru) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Способ отбора изделий электронной техники по стойкости или надежности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2168735C2 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040509A1 (en) * | 2002-10-28 | 2004-05-13 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method and apparatus for distortion analysis in nonlinear circuits |
| RU2472171C2 (ru) * | 2009-12-02 | 2013-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ разбраковки полупроводниковых изделий |
| RU2495446C2 (ru) * | 2011-10-17 | 2013-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ испытаний полупроводниковых бис технологии кмоп/кнд на стойкость к эффектам единичных сбоев от воздействия тяжелых заряженных частиц космического пространства |
| RU2511617C2 (ru) * | 2011-10-04 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых изделий |
| RU2517948C1 (ru) * | 2012-11-14 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" | Способ контрольных испытаний на гамма-процентный ресурс невосстанавливаемых радиоэлектронных устройств с экспоненциальным законом распределения времени до отказа |
| RU2554675C1 (ru) * | 2014-02-14 | 2015-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Способ контроля идентичности изделий в партии однотипных микросхем |
| RU2650910C2 (ru) * | 2016-09-13 | 2018-04-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Способ адаптивного резервирования электронных блоков приборов бортовой аппаратуры космического аппарата в условиях воздействия ионизирующего излучения |
| RU2708815C1 (ru) * | 2018-08-20 | 2019-12-11 | Акционерное общество "Ангстрем" (АО "Ангстрем") | Способ получения однородной по параметрам радиационной стойкости группы изделий электронной техники |
-
1999
- 1999-04-05 RU RU99107094A patent/RU2168735C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЧЕРНЫШОВ А.А. и др. Радиационная отбраковка полупроводниковых приборов и интегральных схем. - Зарубежная электронная техника, 1979, вып.5, с.3-25. * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040509A1 (en) * | 2002-10-28 | 2004-05-13 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method and apparatus for distortion analysis in nonlinear circuits |
| RU2472171C2 (ru) * | 2009-12-02 | 2013-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ разбраковки полупроводниковых изделий |
| RU2511617C2 (ru) * | 2011-10-04 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых изделий |
| RU2495446C2 (ru) * | 2011-10-17 | 2013-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ испытаний полупроводниковых бис технологии кмоп/кнд на стойкость к эффектам единичных сбоев от воздействия тяжелых заряженных частиц космического пространства |
| RU2517948C1 (ru) * | 2012-11-14 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" | Способ контрольных испытаний на гамма-процентный ресурс невосстанавливаемых радиоэлектронных устройств с экспоненциальным законом распределения времени до отказа |
| RU2554675C1 (ru) * | 2014-02-14 | 2015-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Способ контроля идентичности изделий в партии однотипных микросхем |
| RU2650910C2 (ru) * | 2016-09-13 | 2018-04-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Способ адаптивного резервирования электронных блоков приборов бортовой аппаратуры космического аппарата в условиях воздействия ионизирующего излучения |
| RU2708815C1 (ru) * | 2018-08-20 | 2019-12-11 | Акционерное общество "Ангстрем" (АО "Ангстрем") | Способ получения однородной по параметрам радиационной стойкости группы изделий электронной техники |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dodge | Chain sampling inspection plan | |
| Li et al. | Near-threshold pion production with radioactive beams | |
| US6813572B2 (en) | Apparatus and methods for managing reliability of semiconductor devices | |
| Bodega et al. | PD recurrence in cavities at different energizing methods | |
| RU2168735C2 (ru) | Способ отбора изделий электронной техники по стойкости или надежности | |
| US7065690B1 (en) | Fault detecting method and layout method for semiconductor integrated circuit | |
| Alam et al. | The statistical distribution of percolation resistance as a probe into the mechanics of ultra-thin oxide breakdown | |
| CN117289105B (zh) | 一种超结功率mos器件抗辐照性能测试方法及系统 | |
| Shanfield et al. | Characteristics of hole traps in dry and pyrogenic gate oxides | |
| Arbab et al. | The influence of vibration on the initiation of trees in dielectrics | |
| Johnston et al. | Total dose effects at low dose rates | |
| RU99107094A (ru) | Способ отбора изделий электронной техники по стойкости или надежности | |
| Titus et al. | Wafer mapping of total dose failure thresholds in a bipolar recessed field oxide technology | |
| RU2082178C1 (ru) | Способ отбора пластин с радиационно-стойкими моп-интегральными схемами | |
| Howell et al. | Positron beam lifetime spectroscopy of atomic scale defect distributions in bulk and microscopic volumes | |
| Scordilis et al. | Accelerating seismic crustal deformation before strong mainshocks in Adriatic and its importance for earthquake prediction | |
| Hossny et al. | Neutron depth profile calculations using artificial neural networks | |
| Kang et al. | Numerical confirmation of inelastic trap-assisted tunneling (ITAT) as SILC mechanism | |
| CN112964937A (zh) | 一种电介质薄膜多物理参数同时测量方法 | |
| Smith | GaAs detector status | |
| Ghetti et al. | T/sub BD/prediction from low-voltage near-interface trap-assisted tunneling current measurements | |
| RU2066869C1 (ru) | Способ отбора радиационностойких изделий электронной техники | |
| Suchet et al. | Effects of dislocations on threshold voltage of GaAs field‐effect transistors | |
| RU2100817C1 (ru) | Способ испытаний на надежность изделий электронной техники | |
| RU2169961C2 (ru) | Способ испытаний полупроводниковых приборов |