RU2309417C2 - Method for detecting potentially unreliable bipolar transistors - Google Patents

Method for detecting potentially unreliable bipolar transistors Download PDF

Info

Publication number
RU2309417C2
RU2309417C2 RU2005137463/28A RU2005137463A RU2309417C2 RU 2309417 C2 RU2309417 C2 RU 2309417C2 RU 2005137463/28 A RU2005137463/28 A RU 2005137463/28A RU 2005137463 A RU2005137463 A RU 2005137463A RU 2309417 C2 RU2309417 C2 RU 2309417C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
noise
bipolar transistors
values
base
potentially unreliable
Prior art date
Application number
RU2005137463/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005137463A (en
Inventor
Митрофан Иванович Горлов (RU)
Митрофан Иванович Горлов
Александр Петрович Жарких (RU)
Александр Петрович Жарких
Игорь Алексеевич Шишкин (RU)
Игорь Алексеевич Шишкин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
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 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" filed Critical Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2005137463/28A priority Critical patent/RU2309417C2/en
Publication of RU2005137463A publication Critical patent/RU2005137463A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2309417C2 publication Critical patent/RU2309417C2/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: micro-electronics, namely, ensuring of reliability of a batch of bipolar transistors due to detection of potentially unreliable devices, possible use during production and during usage.
SUBSTANCE: method for detecting potentially unreliable bipolar transistors includes measuring low frequency noise of transistor, which is performed at two transitions emitter-base, collector-base at two current values, and decision of reliability of devices is made on basis of quality control criterion B, determined as
Figure 00000002
, where I1, I2 - current power values, U2ne1, U2ne2 - square voltage of emitter-base transition noise with current power respectively for first and second values; U2nc2 - square voltage of collector-base transition noise with current power for second value.
EFFECT: increased trustworthiness of method, simplification of method due to measurement of different transitions of one and the same transistor.

Description

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к обеспечению надежности партий биполярных транзисторов за счет определения потенциально ненадежных приборов, и может быть использовано как на этапе производства, так и применения.The invention relates to microelectronics, and in particular to ensuring the reliability of batches of bipolar transistors by identifying potentially unreliable devices, and can be used both at the production stage and in application.

Известен способ [1], по которому, найдя критерий шумового параметра и отбраковав транзисторы с большими значениями шумов, можно отсеять все потенциально ненадежные приборы, но в том числе и до 15% надежных.There is a known method [1], by which, finding the criterion of the noise parameter and rejecting transistors with high noise values, it is possible to filter out all potentially unreliable devices, but including up to 15% reliable ones.

Способ отбраковки транзисторов по шумам основан на том, что низкочастотный шум, создаваемый в транзисторе на постоянном токе, используется для диагностики потенциально дефектных приборов. Исследуемый транзистор сравнивается по уровню шума с контрольным "бездефектным" транзистором и по значительной разности значений шумов транзистор отбраковывается как потенциально ненадежный.A method for rejecting transistors by noise is based on the fact that the low-frequency noise generated in a transistor with a direct current is used to diagnose potentially defective devices. The transistor under study is compared in terms of noise level with a control "defect-free" transistor and in terms of a significant difference in noise values, the transistor is rejected as potentially unreliable.

Недостатком данного способа является его низкая достоверность из-за сравнения шумов у разных транзисторов.The disadvantage of this method is its low reliability due to a comparison of the noise of different transistors.

Известен способ обнаружения скрытых дефектов в линейных интегральных схемах, основанный на измерении импульсных шумов [2], недостатком которого является то, что импульсные шумы наблюдаются только у линейных интегральных схем, а в транзисторах не обнаруживаются [3].A known method for detecting latent defects in linear integrated circuits, based on the measurement of impulse noise [2], the disadvantage of which is that impulse noise is observed only in linear integrated circuits, but not in transistors [3].

Наиболее близким к предлагаемому является способ отбраковки потенциально нестабильных полупроводниковых приборов [4], принятый за прототип.Closest to the proposed is a method of rejecting potentially unstable semiconductor devices [4], adopted as a prototype.

Способ-прототип заключается в том, что после измерения интенсивности шумов в эксплуатационном режиме через прибор пропускают импульс тока, в, 1.5-5 раз превышающий по амплитуде предельно допустимое значение импульса тока в установившемся режиме, а затем вновь измеряют интенсивность шума. По относительной величине изменения интенсивности шума определяют потенциальную нестабильность полупроводниковых приборов.The prototype method consists in the fact that after measuring the intensity of the noise in the operating mode, a current pulse is passed through the device, 1.5-5 times higher in amplitude than the maximum permissible value of the current pulse in the steady state, and then the noise intensity is measured again. The relative magnitude of the change in noise intensity determines the potential instability of semiconductor devices.

Недостатком способа является необходимость подачи импульса тока, превышающего допустимое по техническим условиям значение, что может вызвать необратимые изменения в структуре прибора.The disadvantage of this method is the need for a current pulse exceeding the value acceptable by the technical conditions, which can cause irreversible changes in the structure of the device.

Изобретение направлено на повышение достоверности способа и его упрощение за счет того, что измеряются разные переходы одного транзистора.The invention is aimed at increasing the reliability of the method and its simplification due to the fact that different transitions of one transistor are measured.

Это достигается тем, что в способе определения потенциально ненадежных биполярных транзисторов, заключающемся в том, что у биполярных транзисторов измеряют низкочастотный шум переходов эмиттер-база (Э-Б) и коллектор-база (К-Б) при двух значениях рабочего тока, согласно изобретению о потенциальной надежности прибора судят по величине критерия отбраковки В, который определяется какThis is achieved by the fact that in the method for determining potentially unreliable bipolar transistors, which consists in measuring the low-frequency noise of the emitter-base (E-B) and collector-base (K-B) transitions at bipolar transistors at two operating current values, according to the invention the potential reliability of the device is judged by the value of the rejection criterion B, which is defined as

Figure 00000003
Figure 00000003

где I1, I2 - значения силы тока,where I 1 , I 2 are the values of current,

U2ШЭ1, U2ШЭ2 - квадрат напряжения шума перехода Э-Б при силе тока соответственно для первого и второго значений;U 2 ШЭ1 , U 2 ШЭ2 - squared voltage of the noise of the transition E-B with current strength, respectively, for the first and second values;

U2ШК2 - квадрат напряжения шума перехода К-Б для второго значения силы тока, при этом критическое значение Вкр устанавливается экспериментально для каждого типа прибора.U 2 ШК2 is the square of the noise voltage of the K-B transition for the second value of the current strength, while the critical value In cr is set experimentally for each type of device.

Физический смысл критерия отбраковки В - сила тока, при которой относительная величина разности НЧ шумов переходов максимальна.The physical meaning of the rejection criterion B is the current strength at which the relative magnitude of the difference in the low-frequency noise of the transitions is maximum.

О потенциальной надежности прибора судят по величине Вкр, определяемой экспериментально для каждого типа прибора.The potential reliability of the device is judged by the value In cr determined experimentally for each type of device.

Измерение шумов проводилось в режиме диода для переходов Э-Б и К-Б, при прямом токе 5 и 10 мА с помощью установки прямого измерения, на частоте 1 кГц, после чего сигнал детектировался квадратичным детектором и измерялся на цифровом вольтметре. Данные значения токов выбраны потому, что зависимости ампер-шумовых характеристик, определенные при токах, равных 5, 10, 20, 30, 50, показали, что наибольший разброс по низкочастотному (НЧ) шуму происходит при токах, равных 5 и 10 мА.The noise was measured in the diode mode for the E-B and K-B junctions, at a direct current of 5 and 10 mA using a direct measurement setup, at a frequency of 1 kHz, after which the signal was detected by a quadratic detector and measured with a digital voltmeter. These current values were chosen because the dependences of the ampere-noise characteristics, determined at currents of 5, 10, 20, 30, 50, showed that the largest spread in low-frequency (LF) noise occurs at currents of 5 and 10 mA.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

На 15 транзисторах КТ3107А методом случайной выборки измерили интенсивность шумов на переходах Э-Б и К-Б и нашли значение критерия отбраковки В. Данные приведены в таблице.At 15 transistors KT3107A, the noise intensity at the transitions E-B and K-B was measured by random sampling and found the value of the rejection criterion B. The data are shown in the table.

Таблица
Интенсивность шумов различных переходов
Table
Noise intensity of various transitions
N п/пN p / p Интенсивность шумов U2Ш, мВ2, переходовNoise intensity U 2 Ш , mV 2 , transitions Значение критерия отбраковки В, мАThe value of the rejection criterion, mA Э-БEb К-Б, при 10 мАKB at 10 mA 5 мА5 mA 10 мА10 mA 1one 4747 6767 6262 1.251.25 22 4949 6969 6363 1.51.5 33 5151 7373 6464 2.052.05 4four 50fifty 6565 6363 0.660.66 55 5757 6868 6565 1.361.36 66 5151 6969 6666 0.830.83 77 4949 7272 6666 1.31.3 88 5353 7070 6767 0.880.88 99 4848 6464 6060 1.251.25 1010 5151 6666 6161 1.661.66 11eleven 50fifty 6767 6464 0.880.88 1212 4646 7171 6868 0.60.6 1313 5252 7373 6969 0.990.99 14fourteen 4949 7070 6666 0.950.95 15fifteen 5151 6868 6767 0.290.29

Приняв, например, Вкр≥2 получим, что транзистор N3 - потенциально ненадежен, а приняв В≤0.5, выделим транзистор повышенной надежности - N15.Accepting, for example, In cr ≥2, we obtain that the transistor N3 is potentially unreliable, and having adopted B≤0.5, we select a transistor of increased reliability - N15.

Это объясняется тем, что в едином технологическом цикле у изготовленной партии транзисторов шумовые параметры, определяемые поверхностными и объемными дефектами, у разных транзисторов различаются значительно, что говорит о наличии больших нарушений в структуре транзисторов, снижающих их надежность.This is due to the fact that in a single technological cycle for a manufactured batch of transistors, the noise parameters determined by surface and volume defects differ significantly between different transistors, which indicates the presence of large violations in the structure of transistors that reduce their reliability.

Источники информацииInformation sources

1. 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.1. 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 s.

2. Авторское свидетельство СССР N1347050, G01R 31/28.2. USSR author's certificate N1347050, G01R 31/28.

3. Ван дер Зил «Шум (источники, описание, измерение)». М.: Сов. радио. 1973. - 229 с.3. Van der Zeal "Noise (sources, description, measurement)." M .: Sov. radio. 1973.- 229 p.

4. Авторское свидетельство СССР N490047, G01R 31/26.4. Copyright certificate of the USSR N490047, G01R 31/26.

Claims (1)

Способ определения потенциально ненадежных биполярных транзисторов, заключающийся в том, что у биполярных транзисторов измеряют низкочастотный шум переходов эмиттер-база (Э-Б) и коллектор-база (К-Б) при двух значениях рабочего тока, отличающийся тем, что о потенциальной надежности прибора судят по величине критерия отбраковки В, который определяется какA method for determining potentially unreliable bipolar transistors, namely, that bipolar transistors measure the low-frequency noise of the emitter-base (E-B) and collector-base (K-B) junctions at two operating currents, characterized in that the potential reliability of the device judged by the value of the rejection criterion B, which is defined as
Figure 00000004
Figure 00000004
где I1, I2 - значения силы тока, U2ШЭ1, U2ШЭ2 - квадрат напряжения шума перехода Э-Б при силе тока соответственно для первого и второго значения; U2ШК2 - квадрат напряжения шума перехода К-Б для второго значения силы тока, при этом критическое значение Вкр устанавливается экспериментально для каждого типа прибора.where I 1 , I 2 - current strength values, U 2 ШЭ1 , U 2 ШЭ2 - squared noise voltage of transition E-B with current strength, respectively, for the first and second values; U 2 ШК2 is the square of the noise voltage of the K-B transition for the second value of the current strength, while the critical value In cr is set experimentally for each type of device.
RU2005137463/28A 2005-12-01 2005-12-01 Method for detecting potentially unreliable bipolar transistors RU2309417C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005137463/28A RU2309417C2 (en) 2005-12-01 2005-12-01 Method for detecting potentially unreliable bipolar transistors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005137463/28A RU2309417C2 (en) 2005-12-01 2005-12-01 Method for detecting potentially unreliable bipolar transistors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005137463A RU2005137463A (en) 2007-06-10
RU2309417C2 true RU2309417C2 (en) 2007-10-27

Family

ID=38312196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005137463/28A RU2309417C2 (en) 2005-12-01 2005-12-01 Method for detecting potentially unreliable bipolar transistors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2309417C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465612C2 (en) * 2009-11-17 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method for comparative assessment of transistor batches by reliability
RU2602416C1 (en) * 2015-08-07 2016-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method for determining resistance of microwave semiconductor devices to effect of ionizing radiations

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465612C2 (en) * 2009-11-17 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method for comparative assessment of transistor batches by reliability
RU2602416C1 (en) * 2015-08-07 2016-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method for determining resistance of microwave semiconductor devices to effect of ionizing radiations

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005137463A (en) 2007-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8065109B2 (en) Localized substrate geometry characterization
JP5430816B2 (en) How to measure duty cycle
JP4708056B2 (en) Test system with differential signal measurement
Kruseman et al. Transient current testing of 0.25/spl mu/m CMOS devices
RU2309417C2 (en) Method for detecting potentially unreliable bipolar transistors
US6681193B2 (en) Method for testing a CMOS integrated circuit
TWI616965B (en) Method for measuring iron concentration in p-type germanium wafers
CN103969263A (en) Minority carrier lifetime tester based on high-frequency photoconduction attenuation
RU2234163C1 (en) Method for detecting a priori defective transistors
US20090237088A1 (en) Method for inspecting insulation property of capacitor
RU2309418C2 (en) Method for reliability separation of semiconductor products
RU2278392C1 (en) Method of separation of integrated circuits
JP2013120875A (en) Semiconductor wafer test method
RU2253168C1 (en) Method for sorting out semiconductor devices
RU2258234C1 (en) Method of reliability separation of semiconductor devices
RU2538032C2 (en) Method for comparative assessment of reliability of batches of semiconductor articles
RU2813473C1 (en) Method for comparative evaluation of batches of semiconductor articles for quality and reliability
TWI618937B (en) Integrated circuit test method
JPH03136261A (en) Measurement of direct current-voltage characteristic of semiconductor device
RU2143704C1 (en) Process of inspection of integrated circuits for defects
RU2472171C2 (en) Method of sorting semiconductor articles
RU2292052C1 (en) Mode of separation of semiconductor products according to their reliability
RU2251759C1 (en) Method for grading semiconductor devices
RU2465612C2 (en) Method for comparative assessment of transistor batches by reliability
RU2324194C1 (en) Method of integrated circuit division upon reliability criterion

Legal Events

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

Effective date: 20081202