RU2253168C1 - Method for sorting out semiconductor devices - Google Patents

Method for sorting out semiconductor devices Download PDF

Info

Publication number
RU2253168C1
RU2253168C1 RU2003131562/28A RU2003131562A RU2253168C1 RU 2253168 C1 RU2253168 C1 RU 2253168C1 RU 2003131562/28 A RU2003131562/28 A RU 2003131562/28A RU 2003131562 A RU2003131562 A RU 2003131562A RU 2253168 C1 RU2253168 C1 RU 2253168C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
noise
factor
ampere
current
semiconductor devices
Prior art date
Application number
RU2003131562/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003131562A (en
Inventor
М.И. Горлов (RU)
М.И. Горлов
нов В.А. Емель (RU)
В.А. Емельянов
А.П. Жарких (RU)
А.П. Жарких
Original Assignee
Воронежский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Воронежский государственный технический университет filed Critical Воронежский государственный технический университет
Priority to RU2003131562/28A priority Critical patent/RU2253168C1/en
Publication of RU2003131562A publication Critical patent/RU2003131562A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2253168C1 publication Critical patent/RU2253168C1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: microelectronics; testing and checking semiconductor devices.
SUBSTANCE: noise-factor is measured on sampled semiconductor device at currents up to 1 mA, ampere-noise characteristics are constructed for maximal and minimal values, current causing highest difference in ampere-noise characteristics is evaluated, and mean noise-factor value is found for given currents. is used for sorting out Lot of instruments is sorted out with respect to their reliability by deviation of noise-factor of each device from mean value at given current.
EFFECT: enhanced reliability and enlarged functional capabilities without bringing in uncontrolled faults.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к области испытаний и контроля полупроводниковых приборов (ПП (диодов и транзисторов)), и может быть использовано для их разбраковки по потенциальной надежности, а также для повышения достоверности других способов разбраковки как в процессе производства, так и на входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to microelectronics, and in particular to the field of testing and control of semiconductor devices (PP (diodes and transistors)), and can be used for their sorting by potential reliability, as well as to increase the reliability of other methods of sorting both during production and incoming control at manufacturers of electronic equipment.

Известен способ разбраковки ПП с использованием различных внешних воздействий (повышенной и пониженной температуры, электрических нагрузок и т.п.), основанных на нагреве, охлаждении объекта испытаний, пропусканием электрического тока, с последующим измерением параметров [1].A known method of sorting PP using various external influences (high and low temperature, electrical loads, etc.) based on heating, cooling the test object, passing an electric current, followed by measurement of parameters [1].

Наиболее близким аналогом является способ отбраковки потенциально ненадежных интегральных микросхем (ИС) на биполярных структурах с помощью интегральной вольт-амперной характеристики [2]. Недостатком способа является то, что он позволяет отбраковывать ИС и биполярные транзисторы со скрытыми дефектами структур только из-за загрязнения поверхности кристалла изделия.The closest analogue is a method for rejecting potentially unreliable integrated circuits (ICs) on bipolar structures using an integrated current-voltage characteristic [2]. The disadvantage of this method is that it allows you to reject IP and bipolar transistors with latent structural defects only due to contamination of the crystal surface of the product.

Изобретение направлено на увеличение достоверности разбраковки ПП и расширение функциональных возможностей без внесения неконтролируемых дефектов.The invention is aimed at increasing the reliability of the rejection of software and expanding the functionality without introducing uncontrolled defects.

Это достигается тем, что на представительной выборке из партии ПП, которую необходимо разделить по надежности на две группы, измеряют ампер-шумовые характеристики, при малых значениях тока (например, до 1 мА) и по максимальному разбросу ампер-шумовых характеристик для измеренных приборов определяют значение тока, при котором разброс шум-фактора будет наибольшим, и находят среднее значение шум-фактора на этом токе

Figure 00000002
.This is achieved by the fact that ampere-noise characteristics are measured on a representative sample of the PP batch, which must be divided by reliability into two groups, at small current values (for example, up to 1 mA) and the maximum variation in ampere-noise characteristics for the measured devices is determined the value of the current at which the spread of the noise factor will be the largest, and find the average value of the noise factor at this current
Figure 00000002
.

Далее, измерив шум-фактор каждого прибора на найденном значении тока U2ш, по критериям U2ш ≥ U2ш.cp, и U2ш<U2ш.cp, партию разделяют соответственно на менее надежные и надежные приборы.Further, by measuring the noise factor of each device at the current value U 2 sh found , according to the criteria U 2 sh ≥ U 2 sh.cp , and U 2 sh <U 2 sh.cp , the batch is divided into less reliable and reliable devices, respectively.

Так как шум типа l/f при малых значениях тока перехода эмиттер-коллектор создает флуктуации концентрации зарядов на поверхности, флуктуации скорости поверхностной рекомбинации в области эмиттерного перехода и флуктуации поверхностной утечки по периметру коллекторного перехода [3], то, очевидно, применение ампер-шумовой характеристики дает более объективные результаты по разбраковке ПП по надежности, чем ВАХ.Since noise of the l / f type at small values of the emitter-collector transition current creates fluctuations in the concentration of charges on the surface, fluctuations in the rate of surface recombination in the region of the emitter transition, and fluctuations in surface leakage around the perimeter of the collector junction [3], it is obvious that ampere-noise characteristics gives more objective results on the rejection of PP for reliability than the CVC.

Критерий отбраковки потенциально-ненадежных ПП находят следующим образом: из партии годных, т.е. соответствующих техническим условиям (ТУ) ПП, подлежащих разбраковке, отбирают представительную выборку приборов и для каждого прибора из выборки измеряют значение шум-фактора

Figure 00000003
при различных значениях тока (до 1 мА, например 0.05, 0.1, 0.5, 1 мА), строят ампер-шумовые характеристики для максимального (как худшего) случая и минимального (наилучшего) случая. По ампер-шумовым зависимостям определяют значение тока, при котором расхождение между характеристиками для максимального и минимального случаев было бы наибольшим. Для этого значения тока находят среднее значение шум-фактора на приборах выборки. Затем на всех приборах партии измеряется шум-фактор на найденном значении тока. Приборы партии, имеющие при данном токе значение шум-фактора больше найденного среднего значения, относятся к первой группе - менее надежных приборов. Приборы со значением шум-фактора менее среднего значения относят ко второй группе - более надежных приборов.The criterion for rejecting potentially unreliable PPs is found as follows: from a suitable batch, i.e. corresponding to the technical conditions (TU) of the PP to be sorted out, a representative sample of devices is selected and for each device the noise factor value is measured
Figure 00000003
at various current values (up to 1 mA, for example 0.05, 0.1, 0.5, 1 mA), ampere-noise characteristics are built for the maximum (as worst) case and minimum (best) case. The ampere-noise dependences determine the value of the current at which the difference between the characteristics for the maximum and minimum cases would be greatest. For this current value, the average value of the noise factor is found on the sampling devices. Then, on all instruments of the batch, the noise factor is measured at the found current value. Batch devices having a noise factor at a given current are greater than the average value found belong to the first group - less reliable devices. Devices with a noise factor value less than the average value belong to the second group - more reliable devices.

Предлагаемый способ разбраковки был опробован на транзисторах КТ3102. Из партии транзисторов объемом более 500 штук, полностью соответствующих ТУ, было методом случайной выборки отобрано 20 транзисторов, на которых измерено значение шум-фактора

Figure 00000004
при токах эмиттера, равных 0.05, 0.1, 0.5, 1 мА. Наихудшее значение шум-фактора наблюдалось у транзистора N9, наилучшее у транзистора N4. Построены ампер-шумовые характеристики для транзисторов N9, N4 (см. чертеж). Видно, что при токе 0.5 мА разность значений шум-фактора (Δ) у транзисторов наибольшая.The proposed sorting method was tested on transistors KT3102. From a batch of transistors with a volume of more than 500 pieces that fully comply with the specifications, 20 transistors were selected by random sampling, on which the noise factor value was measured
Figure 00000004
at emitter currents equal to 0.05, 0.1, 0.5, 1 mA. The worst value of the noise factor was observed for the transistor N9, the best for the transistor N4. Ampere-noise characteristics are constructed for transistors N9, N4 (see drawing). It can be seen that at a current of 0.5 mA, the difference in the noise factor (Δ) between the transistors is the largest.

Figure 00000005
Figure 00000005

Для этого значения тока (0.5 мА) подсчитано среднее значение шум-фактора по данным 20 транзисторов. Оно равно 12.7 мВ2. Тогда те транзисторы, у которых

Figure 00000006
относят к первой группе, т.е. менее надежных транзисторов. Транзисторы со значением
Figure 00000007
на токе 0.5 мА менее значения 12.7 мВ2 относят ко второй группе, т.е. более надежных транзисторов.For this current value (0.5 mA), the average value of the noise factor is calculated according to the data of 20 transistors. It is equal to 12.7 mV 2 . Then those transistors for which
Figure 00000006
belong to the first group, i.e. less reliable transistors. Transistors with value
Figure 00000007
at a current of 0.5 mA less than the value of 12.7 mV 2 belong to the second group, i.e. more reliable transistors.

Для подтверждения данного положения транзисторы 1 и 2-й групп были подвергнуты термотренировке в течение 100 ч при температуре 120±5°С. До и после испытаний проверялись обратные токи эмиттера и коллектора. Хотя значения обратных токов у транзисторов обеих групп не вышли за нормы технических условий, обратные токи транзисторов 1-й группы выросли в среднем в 3 раза по сравнению с начальными значениями, а у транзисторов 2-й группы не более чем в 1.1 раза.To confirm this position, transistors of the 1st and 2nd groups were subjected to heat treatment for 100 hours at a temperature of 120 ± 5 ° С. Before and after the tests, the reverse currents of the emitter and collector were checked. Although the values of reverse currents for transistors of both groups did not exceed the specifications, the reverse currents of transistors of the 1st group increased on average by 3 times compared to the initial values, and for transistors of the 2nd group no more than 1.1 times.

Источники информацииSources of information

1. Авторское свидетельство СССР № 438947, G 01 г 31/26, опубликовано 1972 г.1. USSR author's certificate No. 438947, G 01 g 31/26, published 1972

2. РД 110682-89. Микросхемы интегральные. Методы неразрушающего контроля диагностических параметров. 1989. С.33-36.2. RD 110682-89. Integrated circuits. Non-destructive testing methods for diagnostic parameters. 1989. S. 33-36.

3. Горлов М.И., Ануфриев Л. П., Бордюжа О.Л. Обеспечение и повышение надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем в процессе серийного производства. - Минск: "Интеграл", 1997. - 390 с.3. Gorlov M.I., Anufriev L.P., Bordyuzha O.L. Ensuring and improving the reliability of semiconductor devices and integrated circuits in the process of mass production. - Minsk: Integral, 1997. - 390 p.

Claims (1)

Способ разбраковки полупроводниковых приборов, в соответствии с которым у полупроводниковых приборов измеряют шум-фактор, отличающийся тем, что шум-фактор измеряют при значениях тока, устанавливаемого на представительной выборке приборов по максимальному значению разброса ампер-шумовых характеристик, снятых при значениях тока до 1 мА, и по сравнению измеренного шум-фактора каждого прибора со средним значением шум-фактора, определенном на приборах выборки, партию приборов разделяют на менее надежные и надежные.A method for sorting semiconductor devices, according to which the noise factor is measured for semiconductor devices, characterized in that the noise factor is measured at current values set on a representative sample of devices according to the maximum scatter of ampere-noise characteristics taken at current values up to 1 mA , and comparing the measured noise factor of each device with the average value of the noise factor determined on the sample devices, the batch of devices is divided into less reliable and reliable.
RU2003131562/28A 2003-10-27 2003-10-27 Method for sorting out semiconductor devices RU2253168C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003131562/28A RU2253168C1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Method for sorting out semiconductor devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003131562/28A RU2253168C1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Method for sorting out semiconductor devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003131562A RU2003131562A (en) 2005-04-20
RU2253168C1 true RU2253168C1 (en) 2005-05-27

Family

ID=35634471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003131562/28A RU2253168C1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Method for sorting out semiconductor devices

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2253168C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003131562A (en) 2005-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5519333A (en) Elevated voltage level IDDQ failure testing of integrated circuits
CN1714295A (en) A method of and apparatus for testing for integrated circuit contact defects
Kruseman et al. The future of delta I/sub DDQ/testing
CN101872002B (en) Probe detection device and method thereof
RU2253168C1 (en) Method for sorting out semiconductor devices
US9726713B2 (en) Testing method and testing system for semiconductor element
US5914615A (en) Method of improving the quality and efficiency of Iddq testing
US20020029124A1 (en) Method for testing a CMOS integrated circuit
CN106960802B (en) A kind of the test device and test method of semiconductor static electric current
US20090237088A1 (en) Method for inspecting insulation property of capacitor
Roussel et al. Accurate and robust noise-based trigger algorithm for soft breakdown detection in ultra thin oxides
CN109308395A (en) Wafer scale space measurement abnormal parameters recognition methods based on LOF-KNN algorithm
RU2309417C2 (en) Method for detecting potentially unreliable bipolar transistors
JP2007150007A (en) Method of evaluating semiconductor device and method of manufacturing same
JP2013120875A (en) Semiconductor wafer test method
US7023230B1 (en) Method for testing IDD at multiple voltages
RU2234163C1 (en) Method for detecting a priori defective transistors
JP3250158B2 (en) Analysis method of leakage current of PN junction
RU2739480C1 (en) Method of comparative evaluation of batches of transistors by quality and reliability
RU2309418C2 (en) Method for reliability separation of semiconductor products
RU2258234C1 (en) Method of reliability separation of semiconductor devices
RU2278392C1 (en) Method of separation of integrated circuits
RU2269790C1 (en) Method for selecting integration circuits of increased reliability
RU2204142C2 (en) Method of selective test of reliability of transistors in lot
RU1819352C (en) Method of rejecting non-reliable integrated circuits

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051028