RU2311653C1 - Method for dividing analog integration chips on basis of reliability - Google Patents

Method for dividing analog integration chips on basis of reliability Download PDF

Info

Publication number
RU2311653C1
RU2311653C1 RU2006107247/28A RU2006107247A RU2311653C1 RU 2311653 C1 RU2311653 C1 RU 2311653C1 RU 2006107247/28 A RU2006107247/28 A RU 2006107247/28A RU 2006107247 A RU2006107247 A RU 2006107247A RU 2311653 C1 RU2311653 C1 RU 2311653C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reliability
voltage
noise
coefficient
basis
Prior art date
Application number
RU2006107247/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Митрофан Иванович Горлов (RU)
Митрофан Иванович Горлов
Дмитрий Юрьевич Смирнов (RU)
Дмитрий Юрьевич Смирнов
Дмитрий Леонидович Ануфриев (RU)
Дмитрий Леонидович Ануфриев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority to RU2006107247/28A priority Critical patent/RU2311653C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2311653C1 publication Critical patent/RU2311653C1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

FIELD: microelectronics, namely, methods for determining potentially unreliable analog integration microchips in process of production, and also during manufacture of radio-electronic equipment.
SUBSTANCE: on integration chips of operational amplifier type, made using complementary metal-oxide-semiconductor structure technology, coupled according to repeater circuit with grounded non-inverting input, average quadratic voltage of noise is measured on outputs "power to common point" at 1 kHz frequency with frequency band of 200 Hz and averaging time 2s with minimal and maximal value of power voltage matching technical conditions without letting current impulse through. Coefficient
Figure 00000004
is determined, where
Figure 00000005
Figure 00000006
- average quadratic noise voltage at maximal and minimal power voltage, respectively. On basis of value coefficient K, integration chips are divided reliability-wise.
EFFECT: increased trustworthiness.

Description

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам определения потенциально ненадежных аналоговых интегральных схем (ИС) в процессе производства, а также при изготовлении радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to microelectronics, and in particular to methods for determining potentially unreliable analog integrated circuits (ICs) during the manufacturing process, as well as in the manufacture of electronic equipment.

Известен способ [1], применимый для контроля ИС и включающий в себя циклическое воздействие высоких и низких температур, а также расчет информативного параметра (площади петли гистерезиса), получаемого на основе критических напряжений.The known method [1], applicable for monitoring IP and including the cyclical effect of high and low temperatures, as well as the calculation of the informative parameter (area of the hysteresis loop), obtained on the basis of critical stresses.

Недостатки данного способа: большая трудоемкость, применение более одного информативного параметра, сложность автоматизации процесса.The disadvantages of this method: high complexity, the use of more than one informative parameter, the complexity of the automation process.

Наиболее близким аналогом является способ [2], состоящий в том, что проводят измерение интенсивности шума до и после пропускания импульса тока, в 1,5-5 раз превышающего по амплитуде предельно допустимое значение по техническим условиям (ТУ), после чего по отношению двух измерений судят о потенциальной надежности приборов.The closest analogue is the method [2], which consists in the fact that they measure the noise intensity before and after passing a current pulse that is 1.5-5 times higher in amplitude than the maximum permissible value according to technical specifications (TU), and then in relation to two measurements judge the potential reliability of the instruments.

Недостатком способа является подача импульса, в 1,5-5 раз превышающего по амплитуде допустимое по ТУ значение на прибор, что может вызвать необратимые процессы в структуре приборов, которые могут привести к недостаточной достоверности результатов и к катастрофическим отказам приборов в эксплуатации.The disadvantage of this method is the supply of a pulse that is 1.5-5 times higher in amplitude than the permissible TU value for the device, which can cause irreversible processes in the structure of the devices, which can lead to insufficient reliability of the results and to catastrophic device failures in operation.

Изобретение направлено на повышение достоверности и расширение функциональных возможностей.The invention is aimed at improving the reliability and expansion of functionality.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе разделения аналоговых интегральных схем по надежности у схем дважды измеряют интенсивность шума при минимальном и максимальном значении напряжения питания по техническим условиям (ТУ).This is achieved by the fact that in the proposed method for separating analog integrated circuits by reliability, the noise intensity is measured twice in the circuits at the minimum and maximum value of the supply voltage according to the technical specifications (TU).

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

На представительной выборке аналоговых ИС одного типа проводили измерение среднеквадратичного напряжения шума по выводам "питание - общая точка" при минимальном и максимальном напряжении питания согласно техническим условиям без пропускания импульса тока. После чего находили коэффициент, характеризующий надежность аналоговых ИС:On a representative sample of analog ICs of the same type, the rms noise voltage was measured from the “power-to-common point” terminals at the minimum and maximum supply voltage according to specifications without passing a current pulse. Then they found a coefficient characterizing the reliability of analog ICs:

Figure 00000007
Figure 00000007

где

Figure 00000008
,
Figure 00000009
- значение шума при максимальном и минимальном напряжении питания соответственно.Where
Figure 00000008
,
Figure 00000009
- the noise value at the maximum and minimum voltage, respectively.

Более высокую надежность будут иметь те ИС, которые имеют минимальное значение этого коэффициента.Higher reliability will have those ICs that have a minimum value of this coefficient.

Измерение шума при напряжениях питания согласно ТУ без подачи импульса тока не вызывает необратимые процессы в структуре приборов и позволяет повысить степень достоверности.Noise measurement at supply voltages according to TU without applying a current pulse does not cause irreversible processes in the structure of devices and allows to increase the degree of reliability.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Методом случайной выборки было отобрано 12 интегральных схем типа ОРА735 (операционный усилитель, выполненный по технологии КМОП с диапазоном значений напряжения питания по ТУ от 2,7 до 12 В) в 8-выводном корпусе DIP. Среднеквадратичное напряжение шума

Figure 00000010
измерялось методом прямого измерения [3] по выводам "питание-общая точка" на частоте 1 кГц. Ширина полосы измерения частот Δf=200 Гц, время усреднения τ=2 с. Схема включения ИС-повторитель (инвертирующий вход соединен с выходом) с заземленным неинвертирующим входом.By random sampling, 12 integrated circuits of the OPA735 type were selected (an operational amplifier made using CMOS technology with a range of supply voltage values from TU from 2.7 to 12 V) in an 8-pin DIP package. RMS noise voltage
Figure 00000010
was measured by the direct measurement method [3] according to the conclusions "power-common point" at a frequency of 1 kHz. The frequency measurement bandwidth is Δf = 200 Hz, the averaging time is τ = 2 s. Switching circuit IC repeater (inverting input connected to the output) with a grounded non-inverting input.

Результаты измерений 12 ИС при напряжениях питания, равных 2,7 и 12 В, т.е. минимальном и максимальном значениях по ТУ, представлены в таблице, где также даны величины относительного изменения К, вычисленного по выражению (1).The measurement results of 12 ICs at power supply voltages of 2.7 and 12 V, i.e. the minimum and maximum values for TU are presented in the table, where the values of the relative change in K, calculated by the expression (1), are also given.

ТаблицаTable № ИСIP number

Figure 00000010
, мкВ2, при напряжении питания, В
Figure 00000010
, μV 2 , at supply voltage, V КTO 2,72.7 1212 1one 2,142.14 2,722.72 1,271.27 22 2,182.18 2,802.80 1,281.28 33 2,222.22 3,113.11 1,401.40 4four 2,302,30 2,882.88 1,251.25 55 2,302,30 2,862.86 1,241.24 66 2,202.20 3,233.23 1,471.47 77 2,302,30 2,672.67 1,161.16 88 2,272.27 2,752.75 1,211.21 99 2,252.25 2,742.74 1,221.22 1010 2,302,30 3,373.37 1,461.46 11eleven 2,272.27 2,902.90 1,281.28 1212 2,242.24 2,672.67 1,191.19

Если выбрать критерий, что для надежных схем К<1,4, то схемы 3, 6, 10 будут потенциально ненадежными.If we select the criterion that for reliable circuits K <1.4, then circuits 3, 6, 10 will be potentially unreliable.

Можно разделить партию по надежности на три группы: ИС, имеющие более повышенную надежность со значением К≤1,2 (схемы №7, 12); ИС с надежностью, соответствующей техническим условиям, имеющие значения 1,2<К<1,4 (схемы №1, 2, 4, 5, 8, 9, 11) и ИС потенциально ненадежные, имеющие значение К≥1,4 (схемы №3, 6, 10).It is possible to divide a batch according to reliability into three groups: IS having a higher reliability with a value of K≤1,2 (schemes No. 7, 12); ICs with reliability corresponding to technical conditions, having values 1.2 <K <1.4 (circuits No. 1, 2, 4, 5, 8, 9, 11) and ICs that are potentially unreliable having a value of K≥1.4 (circuits No. 3, 6, 10).

Экспериментальное подтверждение разделения партии ИС на надежные и потенциально ненадежные было получено в результате испытаний на безотказность (500 ч, повышенная температура, максимально допустимая нагрузка), когда ИС №3, 6, 10 имели параметрический отказ.Experimental confirmation of the separation of the batch of ICs into reliable and potentially unreliable was obtained as a result of reliability tests (500 h, elevated temperature, maximum permissible load), when IS No. 3, 6, 10 had a parametric failure.

Источники информацииInformation sources

1. Пат. России №2018148, G01R 31/28, опубл. 1994.1. Pat. Russia №2018148, G01R 31/28, publ. 1994.

2. Авторское свидетельство СССР №490047, G01R 31/28, 1976.2. USSR Copyright Certificate No. 490047, G01R 31/28, 1976.

3. Ван дер Зил А. Шум - источники, описание, измерение: Пер. с англ. / Под ред. А.К.Нарышкина. М.: Советское радио, 1973. 178 с.3. Van der Zil A. Noise - sources, description, measurement: Trans. from English / Ed. A.K. Naryshkina. M.: Soviet Radio, 1973. 178 p.

Claims (1)

Способ разделения аналоговых интегральных схем (ИС) по надежности, в соответствии с которым дважды измеряют среднеквадратичное напряжение шума, отличающийся тем, что на представительной выборке ИС типа операционных усилителей, выполненных по технологии КМОП, включенных по схеме повторителя с заземленным неинвертирующим входом, измеряют среднеквадратичное напряжение шума по выводам «питание-общая точка» на частоте 1 кГц при полосе частот 200 Гц и времени усреднения 2 с при минимальном и максимальном значениях напряжения питания по техническим условиям без пропускания импульса тока, находят коэффициентA method for separating analog integrated circuits (ICs) by reliability, according to which the rms noise voltage is measured twice, characterized in that the rms voltage is measured on a representative sample of ICs such as operational amplifiers made using CMOS technology and connected according to a repeater circuit with a grounded non-inverting input noise according to the findings "power-common point" at a frequency of 1 kHz with a frequency band of 200 Hz and an averaging time of 2 s at the minimum and maximum values of the supply voltage eskim conditions without passing current pulse ratio are
Figure 00000011
Figure 00000011
где
Figure 00000012
,
Figure 00000013
- среднеквадратичное напряжение шума при максимальном и минимальном напряжениях питания соответственно,
Where
Figure 00000012
,
Figure 00000013
- rms noise voltage at maximum and minimum supply voltages, respectively,
и по значению коэффициента К ИС разделяют по надежности.and by the value of the coefficient K, the IPs are divided by reliability.
RU2006107247/28A 2006-03-09 2006-03-09 Method for dividing analog integration chips on basis of reliability RU2311653C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107247/28A RU2311653C1 (en) 2006-03-09 2006-03-09 Method for dividing analog integration chips on basis of reliability

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107247/28A RU2311653C1 (en) 2006-03-09 2006-03-09 Method for dividing analog integration chips on basis of reliability

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2311653C1 true RU2311653C1 (en) 2007-11-27

Family

ID=38960374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006107247/28A RU2311653C1 (en) 2006-03-09 2006-03-09 Method for dividing analog integration chips on basis of reliability

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2311653C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492494C2 (en) * 2010-07-20 2013-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method for comparative evaluation of reliability of batches of integrated circuits
RU2529675C2 (en) * 2012-03-20 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of sorting integrated circuits according to reliability
RU2538032C2 (en) * 2010-07-20 2015-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method for comparative assessment of reliability of batches of semiconductor articles

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492494C2 (en) * 2010-07-20 2013-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method for comparative evaluation of reliability of batches of integrated circuits
RU2538032C2 (en) * 2010-07-20 2015-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method for comparative assessment of reliability of batches of semiconductor articles
RU2529675C2 (en) * 2012-03-20 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of sorting integrated circuits according to reliability

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI264074B (en) Measuring method, inspection method, inspection device, semiconductor device, method of manufacturing a semiconductor device, and method of manufacturing an element substrate
TW201725639A (en) Oscilloscope on chip
JP6744695B2 (en) Active shunt ammeter
EP2562932B1 (en) Integrated circuit
RU2311653C1 (en) Method for dividing analog integration chips on basis of reliability
US7518377B2 (en) Measurement apparatus, test apparatus, and measurement method
KR100555544B1 (en) Apparatus for generating test stimulus signal having current source regardless of internal impedance value of a device under test
CN109709152B (en) Insulation film measuring system for fA-pA magnitude weak current
RU2386975C1 (en) Method for comparative assessment of reliability of intergral circuits batches
RU2324194C1 (en) Method of integrated circuit division upon reliability criterion
JPH03176678A (en) Evaluating method with ac for ic tester
US8237603B2 (en) Receiver test circuits, systems and methods
RU2538032C2 (en) Method for comparative assessment of reliability of batches of semiconductor articles
RU2702962C1 (en) Method for comparative evaluation of batches of semiconductor articles by reliability
RU2490655C2 (en) Method for comparative assessment of semiconductor reliability
RU2492494C2 (en) Method for comparative evaluation of reliability of batches of integrated circuits
RU2258234C1 (en) Method of reliability separation of semiconductor devices
RU2292052C1 (en) Mode of separation of semiconductor products according to their reliability
RU2309418C2 (en) Method for reliability separation of semiconductor products
CN110658436A (en) Characterization method for MOS transistor performance degradation under radio frequency stress
JP2007187604A (en) Inspection device
Wati et al. Noise characterization of MOSFET current mirror circuit on high impedance application using DAQ card PCI-6221
RU2529675C2 (en) Method of sorting integrated circuits according to reliability
RU2739480C1 (en) Method of comparative evaluation of batches of transistors by quality and reliability
RU2278392C1 (en) Method of separation of integrated circuits

Legal Events

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

Effective date: 20080310