автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.23, диссертация на тему:Анализ отказов полупроводниковых преобразователей для проведения корректирующих и предупреждающих действий в системе менеджмента качества

На правах рукописи

УДК 658.562:621.314(043)

ХАРЧЕКОВ Андрей Николаевич

АНАЛИЗ ОТКАЗОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КОРРЕКТИРУЮЩИХ И ПРЕДУПРЕЖДАЮЩИХ ДЕЙСТВИЙ В СИСТЕМЕ МЕНЕДЖМЕНТАКАЧЕСТВА

Специальность 05. 02.23 - Стандартизация и управление качеством

продукции

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в Балтийском государственном техническом университете «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова.

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Меркин Михаил Рувимович, Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Колтик Евгений Дмитриевич, Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева

кандидат технических наук, Щербаков Александр Юрьевич, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет

Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики ЦНИИ РТК

Защита состоится 28. 12. 2004 г. в 14 часов ОО минут на заседании диссертационного совета К 212.010.02 в по адресу: г. Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Знание и понимание причин возникновения отказов раскрывает суть и направленность реализации мер по управлению качеством. Анализ отказов полупроводниковых преобразователей практически не проводится по причине отсутствия эффективного подхода к этой проблеме. Приемы, переносимые из анализа интегральных схем и полупроводниковых приборов, не дают желаемого результата и воспроизводят информацию, не соответствующую действительности. Проведение корректирующих и предупреждающих действий, регламентированных международными стандартами серии ИСО 9000-2000, на основе недостоверной информации о причинах отказа может вызвать не только бесполезные, но и ухудшающие воздействия при управлении качеством продукции. Поэтому одним из важнейших условий обеспечения качества выпускаемой продукции является наличие на предприятии-изготовителе методов проведения анализа несоответствий, гарантирующих достоверность получаемых результатов. В данной работе под несоответствиями понимаются отказы, которые бывают двух видов: параметрические, связанные с потерей точности и выходом погрешности за допустимые пределы, и катастрофические, связанные с полной потерей работоспособности.

Последствия проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей по технологии, основанной на копировании методов анализа полупроводниковых приборов и интегральных схем, проиллюстрировано приведённым в рабою реальным примером. Определение причин отказов трех полупроводниковых преобразователей проводилось по единой принятой на сегодня методологии анализа и показало, что во всех отказавших преобразователях наблюдаются обрывы плеч моста. Кроме того, исследование кристаллов отказавших полупроводниковых преобразователей в растровом электроном микроскопе (РЭМ) подтвердило обрывы по потенциальному контрасту. На всех кристаллах отказавших преобразователей, хотя и не очень значительно, но замечены следы коррозии. Принятые на сегодня в полупроводниковой технологии методы анализа отказов по совокупности таких признаков дают однозначное заключение: полупроводниковый преобразователь отказал в результате коррозии. Наличие следов коррозионных продуктов на кристаллах в состоянии поставки приводит к окончательному заключению: отказы полупровод-

никовых преобразователей произошли в результате загрязнения кристалла корро-зионно-активными продуктами. Тем не менее, причины отказов у всех трех преобразователей разные. Для первого преобразователя причиной отказа является повреждение кристалла в результате импульсных перегрузок из-за неправильного заземления у потребителя, для второго - разрушение мембраны, вызванное отказом микросхемы в приборном устройстве, в третьем - коррозия шин металлизации кремниевого чувствительного элемента в результате загрязнения коррозионно-активными продуктами изготовителем. Истинные причины возникновения отказов были определены с использованием концепции и методов, изложенных в настоящей работе.

Содержание и построение работы определилось в основном конкретными потребностями реального производства полупроводниковых преобразователей. Проведённое в работе исследование существующей методологии проведения анализа полупроводниковых преобразователей позволило сделать следующие выводы:

- известные и доступные для большинства производителей полупроводниковых преобразователей способы анализа не всегда позволяют получить достоверную информацию о причинах отказов;

- на основе недостоверной информации о причинах отказов невозможно предпринимать предупреждающие и корректирующие действия, направленные на обеспечение качества выпускаемой продукции.

Создание концепции проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей, включающей основные принципы и методы проведения анализа, является актуальной задачей. Решение этой задачи позволит получать достоверную информацию о причинах производственного и технологического брака, а также отказов на производственных испытаниях. Наличие достоверных результатов анализа этих видов несоответствий позволяет своевременно корректировать технологические и производственные процессы, обеспечивать требуемый уровень качества выпускаемой продукции и выполнять требования международных стандартов серии ИСО 9000-2000.

Цель диссертации и задачи исследования

На основе экспериментальных и теоретических исследований создать систему проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей и подтвер-

дить её эффективной экспериментальной и производственной проверкой.

Для достижения этой цели поставлены задачи:

провести комплексную оценку и исследование существующих методов анализа отказов полупроводниковых преобразователей;

выделить методы анализа отказов полупроводниковых приборов и интегральных схем, принципиально применимые к анализу полупроводниковых преобразователей и провести экспериментальные, конструкторские и теоретические исследования с целью адаптации существующих методов к потребностям производства полупроводниковых преобразователей;

определить основные принципы проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей;

определить оперативный и доступный метод анализа коррозии полупроводниковых преобразователей, применимый к задачам анализа отказов;

определить причины возникновения наиболее информативного вида производственного брака - нестабильности нулевого сигнала, позволяющего прогнозировать и предупреждать возникновение эксплуатационных отказов полупроводниковых преобразователей.

Методы исследований

При решении поставленных в работе задач использовались методы экспертных (вербальных) оценок, методы и приемы экспериментальных исследований (растровая, электронная, оптическая, инфракрасная, люминесцентная микроскопии), химические селективные обработки и другие методы препарирования образцов при исследовании полупроводниковых и приборостроительных объектов; организация, приемы и методология постановки измерений. Применялся математический аппарат дифференциального и интегрального исчисления. Использовались базовые положения теории процессов в полупроводниковых структурах, физико-химические трактовки процессов коррозии, явлений в жидких кристаллах, электрохимических взаимодействий, люминесценции, проведения испытаний и моделирования воздействий для объектов полупроводниковой электроники. Эксперименты выполнены с помощью серийно выпускаемого оборудования (в том числе растровый электронный микроскоп "Stereoscan S-180", биологический исследовательский микроскоп МБИ -15), приборов и специально созданных устройств.

Научная новизна результатов заключается в следующем:

1. Теоретически обоснован и конструктивно обеспечен способ исследования полупроводниковых кристаллов преобразователей в растровом электронном микроскопе, основанный на магнитной транспортировке вторичных электронов из корпуса.

2. Адаптирован к использованию при анализе полупроводниковых преобразователей метод жидких кристаллов, позволяющий в соответствии с требованиями специфики преобразователя локализовать снижение сопротивления изоляции при токе потребления менее 10 А.

3. Разработана концепция проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей.

4. Теоретически и практически доказана возможность применения метода ультрафиолетовой люминесценции для анализа и производственного контроля коррозии шин А1 металлизации кремниевых чувствительных элементов полупроводниковых преобразователей.

5. Теоретически объяснены и экспериментально доказаны причины нестабильности нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей при тренировке.

6. Разработан и внедрен способ крепления полупроводникового чувствительного элемента преобразователя с использованием резиноподобного слоя.

7. Предложен способ прогнозирования и предупреждения возможных эксплуатационных отказов преобразователей по нестабильности нулевого сигнала.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что разработанная концепция проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей позволяет с использованием предложенных в работе методов и способов анализа получать достоверную информацию о причинах возникновения отказов, и на основе этой информации предпринимать корректирующие и предупреждающие действия для исключения появления отказов в процессе эксплуатации и обеспечения требуемого качества выпускаемых полупроводниковых преобразователей.

Адаптированные к использованию в анализе полупроводниковых преобразователей способы и методы анализа отказов, применяющиеся при анализе полупроводниковых приборов и интегральных схем, позволяют исследовать полупро-

водниковый кристалл преобразователя в РЭМ без ограничений, накладываемых конструкцией корпуса, определять причины возникновения аномалий температурных зависимостей полупроводниковых преобразователей, локализовать места снижения сопротивления изоляции.

Метод исследования коррозии, основанный на ультрафиолетовой люминесценции, позволяет выявлять возникновение коррозии на ранних стадиях и является эффективным методом анализа отказов и производственного контроля.

Знание и понимание причин и закономерностей дрейфа нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей позволяет повысить уровень производственных и проектных действий при производстве.

Способ крепления полупроводниковых элементов к корпусу преобразователя позволил создать датчик давления с номиналом давления 1 кПа.

Способ прогнозирования и предупреждения возможных эксплуатационных отказов позволяет своевременно и эффективно проводить регламентированные международными стандартами серии ИСО 9000:2000 предупреждающие действия для предупреждения появления отказов полупроводниковых преобразователей в эксплуатации.

На защиту выносятся:

1) способ исследования полупроводниковых кристаллов преобразователей в растровом электронном микроскопе,

2) метод обнаружения неоднородности и включений в диффузионной или имплантированной структуре измерительных резисторов на основе исследований в области возможного микроплазменного пробоя,

3) метод определения и локализации мест пониженного сопротивления и пробоев на основе жидких кристаллов,

4) принципы проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей,

5) метод анализа и производственного контроля возникновения коррозии полупроводниковых элементов преобразователей,

6) способ прогнозирования и предупреждения эксплуатационных отказов полупроводниковых преобразователей,

7) причины нестабильности нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей при тренировке

8) способ развязки полупроводникового кристалла от корпуса преобразователя

Реализация и внедрение результатов исследований. Основные результаты

работы внедрены в производство на АОЗТ «ТИМОС», производящем полупроводниковые преобразователи давления, в виде разработанных методик и рекомендаций, использованы в плановых НИР У7-19-6521 по теме «Исследование научно-методических вопросов сертификации производства в приборостроении» и НИР У-19-3504 по теме «Повышение достоверности методик испытаний полупроводниковых приборов», выполняемых кафедрой Н-2 Балтийского государственного технического университета «Военмех» им. Д. Ф. Устинова, а также внедрены в учебный процесс в курс «Физические основы получения информации» в БГТУ «Военмех» им. Д. Ф. Устинова.

Достоверность результатов, полученных в работе, подтверждается результатами обширных экспериментов и производственных исследований, а также корректным применением указанных методов исследований.

Апробация работы и публикации

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 56-ой Научно-технической конференции, посвященной Дню радио, - Санкт-Петербург, 2001 г.; 58-ой Научно-технической конференции, посвященной Дню радио и 300-летию Санкт-Петербурга, - Санкт-Петербург, 2003 г.; семинарах АОЗТ «ТИМОС», «Светлана - Электронприбор.

Основной материал диссертации опубликован в 6 тезисах докладов, перечисленных в конце автореферата.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав с выводами по каждой из них, заключения и списка литературы. Она изложена на 150 стр. машинописного текста, включает 45 рисунков, и список литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности темы исследований, основные проблемы, присущие полупроводниковым преобразователям, и описание структуры диссертации.

В первой главе производится рассмотрение полупроводникового преобразователя как объекта анализа. Показано, что полупроводниковый преобразователь -это собирательное понятие, определяющее принципиально новое поле деятельности в анализе причин брака и отказов, т. к. в основе анализа брака и отказов полупроводниковых преобразователей лежит специфическое сочетание методологий и приёмов, принятых при анализе отказов полупроводниковых интегральных схем и электронной аппаратуры.

Рассмотрены методы физико-технологического анализа отказов, применяемые в полупроводниковой технологии, и показано, что их применение к анализу полупроводниковых преобразователей неинформативно, а в ряде случаев просто невозможно, т. к. полупроводниковые преобразователи представляют собой приборы, требующие новых принципов и методов анализа. При этом выделены методы, приемы и элементы анализа, которые после необходимой адаптации могут быть использованы при анализе полупроводниковых преобразователей.

При использовании растрового электронного микроскопа (РЭМ) значительное заглубление кристалла полупроводниковых преобразователей в корпус приводит к оседанию вторичных электронов на стенках корпуса и существенно ограничивает использование РЭМ в анализе.

Для того чтобы предотвратить оседание вторичных электронов на стенках корпуса преобразователя, предложено разместить корпус с исследуемым чувствительным элементом в однородном магнитном поле, ориентированном таким образом, чтобы значительная доля медленных электронов «навивалась» на силовые линии магнитного поля и не попадала на стенки корпуса. Вблизи выходного отверстия эти электроны подхватываются ускоряющим электростатическим полем обычного коллектора вторичных электронов и формируют видеосигнал. С этой целью был сконструирован дополняющий коллекторную схему столик (рис. 1, а) и проведен теоретический расчёт транспортировки вторичных электронов из корпуса преобразователя в рамках схемы, представленной на рис. (1,6).

На рис. 2 приведены результаты эксперимента: измерялось отношение сигналов от сетки на дне корпуса при выключенном и включенном магнитном поле различной величины (соответствующие осциллограммы видеосигналов также приведены на этом рисунке). Были получены расчетная и экспериментальная зависи-

мости тока вторичных электронов, вытягиваемых из корпуса преобразователя

. >

Рис. 1. Коллекторная система с магнитным полем, а — схема коллекторной системы (1— образец; 2,3 — магнитопровод; 4 — катушка подмагничивания; 5 — стандартный коллектор медленных вторичных электронов);'*? — схематический разрез по продольному сечению корпуса полупроводникового преобразователя (к расчету эффективности коллекторной системы).

Рис. 2. Расчетные зависимости тока вторичных электронов, вытягиваемых из корпуса преобразователя и контраста изображения площадки, находящейся на дне отверстия и наклоненной под углом 45° к направлению первичного пучка

и контраста изображения площадки, находящейся на дне отверстия и наклоненной под углом 45° к направлению первичного пучка, К / Кю в зависимости от индукции

магнитного поля, где / - число вторичных электронов при включенном магнитном поле с индукцией - число вторичных электронов при включенном магнитном

поле с индукцией - такое значение индукции, при котором все электроны с

энергиями £/<(/„ могут выйти из о т в е р с тАФ, - безразмерная индукция, Кх —

контраст при (такой же контраст достигается для площадки, расположенной

не на дне, а на открытой поверхности). При расчете было принято, что ио"5 в, что соответствует наиболее вероятной энергии вторичных электронов для большинства металлов 1,5 - 3,5 эв. Точки — экспериментальная зависимость 1/1$, снятая по осциллограммам сигнала от сетки с периодом 17 мкм, находящейся на дне корпуса (осциллограммы в правом нижнем углу). Качественное совпадение экспериментальной и расчетной зависимостей вполне удовлетворительное, если учесть то, что истинное значение ио не находилось и не учитывался вклад упруго отраженных и фоновых электронов.

Результаты эксперимента показали, что применение магнитного поля не только обеспечивает улучшение отношения сигнал/шум для видеосигнала, но и дает возможность получить почти неискаженное изображение внутренних частей глубоких корпусов с правильной передачей контраста при соответствующем подборе магнитного поля.

Предложенный метод исследования полупроводниковых преобразователей в растровом электронном микроскопе, позволил исследовать кристалл без ограничений, накладываемых конструкцией корпуса. Следует отметить, что данное решение не является частным или улучшающим. Без него использование РЭМ при исследовании преобразователей возможно только после извлечения кристалла из корпуса, что вызывает большую вероятность внесения в исследуемый образец артефактов и может повлиять на достоверность получаемых результатов.

В диссертации исследованы и модернизированы измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ) выводов чувствительного элемента преобразователя. В большинстве преобразователей используются включенные в мост Уинстона сопротивления, полученные диффузией, но чаще ионной имплантацией в подложку, которая висит в воздухе. В этих сопротивлениях могут быть различного рода включения и аномалии области постоянного заряда (ОПЗ) и диффузии, которые являются причиной провалов параметров в отдельных точках температурного режима или необъяснимых колебаний тока, протекающего через измерительный мост. Включения и аномалии ОПЗ определяют процессы появления МП при наблюдении ВАХ относительно подложки. Поэтому, в отличие от полупроводниковых интегральных схем, в полупроводниковых преобразователях отклонения ВАХ от номинальных

следует искать в предпробойной области и связаны они с возникновением микроплазменного пробоя (МП).

Область плазмообразования в переходе представлена эквивалентной схемой (рис. 3).

Рис. 3. Рис. 4.

Эквивалентная схема микроплазмы. Начальный участок ВАХ в области пробоя.

Если в канале МП не имеется свободных носителей, то ток через нее равен нулю даже при напряжении и>1]^ В этом случае ключ К разомкнут. Если частота попадания носителей в канал МП известна, то вероятность включения МП можно представить формулой:

о

где V - частота попадания носителей в канал МП, Рь - вероятностью запуска носителем лавины. Если просматривать на экране осциллографа при большом усилении начальный участок вольт-амперной характеристики (например, накладывая импульсы пилообразной или синусоидальной формы на постоянное смещение, близкое к напряжению пробоя), то видно, что при появлении МП возникает разрыв, а после стабилизации тока через МП с ростом напряжения наблюдается линейный участок (рис. 4). Появление импульсного тока сопровождается также появлением светящейся точки, если глубина залегания p-n-перехода невелика (менее / мкм для Si). В противном случае свечения МП не будет видно из-за поглощения видимой области спектра кремнием. Свечения р-л-перехода с МП можно наблюдать в оптическом микроскопе в темном поле и в РЭМ в режиме наведенного тока. Предложенный в работе метод наблюдения ВАХ, связанных с МП, является наглядным способом выявления различного рода включений и аномалий ОПЗ и диффузии.

Как показали исследования, в анализе отказов полупроводниковых преобра-

зователей существенной является задача определения и локализации мест пониженного сопротивления и пробоев при условии низкого энергетического потребления этого процесса. В работе предложено использовать метод жидких кристаллов. В основе метода лежит электрооптический эффект динамического рассеяния и, соответственно, изменение прозрачности нематического жидкого кристалла (НЖК) при приложении к нему внешнего электрического поля (рис 5). При

Лп'в _ ЛпкПе-п,

«=?= г-т-1. (—¡ги. * -

¿£>0=1. Ш

и-о и»иЦ

Лс*0 ¡Н I

-и

а)

V-0 1Г»и!

б)

Рис. 5. Ориентационные электроогтгические эффекты в нематических жидких кристаллах: а - ¿-эффект, б - В-эффект.

использовании этого метода при анализе полупроводниковых приборов промышленности критическое напряжение находилось от 0,5 до 2 В/мкм, поэтому на ячейку подавалось напряжение от 15 до 60 В. Такое высокое напряжение не может быть применено для полупроводниковых преобразователей, для которых напряжение порядка 3 В является рабочим. К тому же, в наших применениях зазор не может быть стабильным. Поэтому применение этого метода в анализе полупроводниковых преобразователей без дополнительной доработки затруднительно.

Проведённые в работе исследования показали, что для снижения порогового напряжения необходимо: 1) снизить ориентационные эффекты и 2) снизить коэффициент вязкости и константу упругости жидкого кристалла. Ориентационные эффекты были снижены путём исключения специальных добавок, созданных специалистами по жидкокристаллической индикации и заменены турбулентностью в местах протекания тока. Снижение коэффициента вязкости и константы упругости жидкого кристалла получено введением добавки - дистилированной воды, которая по своим молекулярным размерам играет роль «шариков», проложенных между длинными «досками» молекул НЖК. Регулируя добавку в пределах 0,2 -1 %, получен эффект турбулентного протекания тока при зазоре до 18мм при напряжении от 3 5.

Предложенный метод определения и локализации мест пониженного сопро-

тивления и пробоев на основе жидких кристаллов позволяет в соответствии с требованиями специфики полупроводниковых преобразователей локализовать места снижения сопротивления изоляции при токе потребления менее 1010А.

В работе проведён анализ методических и технологических проблем при анализе полупроводниковых преобразователей. Показано, что на этапе, соответствующем в полупроводниковой промышленности механическому вскрытию корпусов микросхем при анализе полупроводниковых преобразователей возникают трудности. В полупроводниковой промышленности вскрытие корпуса - это опера ция по удалению лишних конструктивных деталей. В полупроводниковых преобразователях доступ к анализируемому полупроводниковому кристаллу производится через рабочий элемент полупроводникового преобразователя, по крайней мере, для очень многих типов. Помимо этого в большинстве решений полупроводникового преобразователя чувствительный полупроводниковый элемент и, как минимум, один каскад согласования с приборным блоком могут располагаться в едином корпусе. Движение разных пространств полупроводникового преобразователя при изготовлении может идти по единому или пересекающемуся варианту технологического процесса. В отдельных случаях они могут пересекаться в различных сочетаниях, что порождает необходимость проведения систематизации возможных вариантов движения пространств по технологическому процессу с целью учета этой проблемы в рамках физико-технологического анализа.

Проведённый в работе анализ различных производств и различных типов полупроводниковых преобразователей, позволил систематизировать варианты движения преобразователей по этапам технологического процесса при производстве и сформулировать основные принципы, на основании которых может быть проведен анализ отказов преобразователей. Показано, что систематизация вариантов движения преобразователей по этапам технологического процесса при производстве в ряде случаев позволяет определять направление анализа. В качестве иллюстрации в работе приведен пример такого анализа, позволивший в результате сопоставления особенностей движения корпуса по этапам технологического процесса при изготовлении преобразователя выявить причину массовых отказов интегральных схем каскада согласования кристалла с приборным устройством преобразователя.

Содержание второй главы фактически является методическим разворотом и

наполнением предложенных в первой главе принципов проведения анализа полупроводниковых преобразователей..

Показано, что полупроводниковый преобразователь в протекании основных процессов отказа в понимании специалиста по анализу представляет собой проблему двойного содержания. Такое понимание определяется двоякой природой развития отказа по мере его возникновения и после его наступления. В период, предшествующий развитию отказа полупроводникового преобразователя, идут процессы, определяющие причины его возникновения и определяющие отказ. После возникновения отказа начинаются другие процессы. Они, зачастую, могут не только затруднить определение истинных процессов, приведших к образованию отказа, но и просто заретушировать их и создать ложное представление и о природе, и о причине этого отказа. Показана необходимость разделения по границе: производство и эксплуатация - с одной стороны, комплектующие элементы и материалы - с другой.

Начало анализа имеет место после воздействия на преобразователь всех процессов, определивших отказ, и других сопутствующих его наступлению процессов, которые скрывают истинные причины наступления отказа. В процессе анализа предлагается воссоздать все эти условия моделированием условий возникновения самого процесса отказа, его предыдущего и последующего развития в условиях эксплуатации и хранения преобразователя, уже в отказавшем состоянии. Такая составляющая анализа отказа названа моделируемой. Содержание анализа отказов полупроводниковых преобразователей полностью определяется условиями возникновения отказа и состоянием кристалла преобразователя и его приборного устройства. Основой для определения состава проведения моделирования с целью определения причины отказа, выбора состава моделирования при анализе, являются образования на кристалле отказавшего преобразователя.

Отказы полупроводниковых преобразователей могут быть обусловлены причинами не производственного характера. Такими причинами могут быть по тем или иным причинам не выявленные дефекты и отклонения качества комплектующих элементов и материалов, из которых собран полупроводниковый преобразователь. Такая составляющая анализа отказов названа комплектационной. Анализ по ком-плектационной составляющей позволил установить причину отказов и определить

необходимость специализации полупроводниковой технологии для изготовления полупроводниковых преобразователей. Исследования, подробно изложенные в диссертации, позволили определить, что боросиликатное стекло, которое при производстве микросхем не стравливают, вызывает растрескивание защитного окисла и последующую коррозию шин алюминиевой металлизации полупроводниковых чувствительных элементов преобразователей. Стравливание боросиликатного стекла полностью исключило отказы подобного типа.

Использование составляющих по предлагаемому разделению позволяет отве тить на вопросы: почему произошёл отказ и как сделать так, чтобы этого больше не происходило. Это является основным отличием анализа отказов полупроводниковых преобразователей от отказов полупроводниковых приборов и интегральных схем, характеризующихся стабильностью условий возникновения отказа и определенностью процессов, протекающих вслед за этим.

В третьей главе детально рассматриваются проблемы коррозии полупроводниковых преобразователей.

Значимость коррозии для анализа отказов полупроводниковых преобразователей определяется двумя причинами, формирующими построение отказа и проведение анализа. Первая причина заключается в том, что коррозия - действительно достаточно распространенная причина отказа полупроводниковых преобразователей. Проведённые исследования показали, что более 90% отказавших полупроводниковых преобразователей имеют коррозию шин алюминиевой металлизации кристалла, причем коррозия эта в подавляющем большинстве случаев к причинам, обусловившим отказ, отношения не имеет. Она появляется в результате повреждения преобразователя вследствие отказа или как вторичный процесс механизма отказа и это - вторая причина. Наличие этих причин делает невозможным создание методики анализа полупроводниковых преобразователей без создания модели возникновения коррозии, пригодной для использования в анализе отказов полупроводниковых преобразователей. Она может содержать упрощения, но должна отвечать всем потребностям анализа в части толкования процесса возникновения коррозии в результате отказа, или как вторичного проявления отказа. В исследованиях, проведённых в работе, проблема коррозии рассмотрена в практическом ключе, т. к. физико-химические основы протекания коррозии достаточно хорошо исследованы

и описаны в литературе.

Рассмотрена проблема натекания посторонних газов с образованием поверхностных утечек и рядом других процессов как наиболее распространенный источник коррозии. Кроме того, подробно изложено влияние на процессы натекания влаги температуры и особенности конденсации влаги внутри корпуса. Определены мероприятия по предотвращению возникновения коррозионно-формирующих факторов.

Обобщение научных исследований процесса коррозии позволило укрупнено и адаптировано к направленности настоящей работы определить продукты коррозии как совокупность трёх видов:

- дендритная фаза продуктов коррозии;

- аморфная фаза продуктов коррозии с гелевыми включениями;

- коррозионное растрескивание.

В работе исследованы явления люминесценции и возможность их применения при определении коррозии. Люминесценция представляет собой явление возникновения излучения тела под действием возбуждающих факторов. Это излучение является избыточным над тепловым и может продолжаться в течение времени, значительно превышающем период световых колебаний. По механизму элементарных процессов различают резонансную, спонтанную, вынужденную и рекомбина-ционную люминесценцию. В работе показано, что все три схемы люминесценции полностью соответствуют электронным уровням трех составляющих продуктов коррозии, перечисленных выше.

Исследования возможности появления ультрафиолетовой люминесценции на отказавших преобразователях и на преобразователях, находящихся в различных стадиях технологического процесса изготовления позволили предложить эффективный метод определения коррозии. Даже практически полное отсутствие продуктов коррозии на поверхности полупроводникового преобразователя, констатируемое другими методами, проявляется при ультрафиолетовой люминесценции.

Предложенный метод анализа коррозии полупроводниковых элементов преобразователей, основанный на ультрафиолетовой люминесценции, отличается высокой чувствительностью и простотой, удовлетворяет всем потребностям анализа и является также эффективным методом производственного контроля.

В четвертой главе рассматриваются причины нестабильности нулевого сигнала как информативного источника прогнозирования и предупреждения эксплуатационных отказов.

Обеспечение стабильности нулевого сигнала является актуальной задачей для производителей полупроводниковых преобразователей, для решения которой необходимо определение информативных и целенаправленных моделей её возникновения. При подходе к стабильности нулевого сигнала как к объекту производственного контроля, этотпараметр является определяющим источником прогнозиро вания и предупреждения эксплуатационных отказов.

Проведённые в работе исследования показали, что представляется необходимым подробное рассмотрение температурной нестабильности нулевого сигнала как наиболее серьёзной и малоисследованной. Исследования, проведённые в работе, показали, что тренированные до полной стабильности нулевого сигнала во времени (в течение нескольких сот часов) преобразователи, после присоединения их к приборному устройству, начинали свой «дрейф» заново. Установлено, что причиной этого является электромиграция ионов поверхностного загрязнения. В понимании физики полупроводников электромиграция ионов - это движение заряда над полупроводниковой структурой.

На рис. 6 приведено изменение значения нулевого сигнала полупроводникового преобразователя в процессе электротермотренировки для двух температур.

а.) б.)

Рис. б. Типовой дрейф нулевого сигнала полупроводникового преобразователя в процессе тренировки (а - дрейф при температуре тренировки Т=25°С, б - то же при температуре

70°С)

Перемещение заряда идет именно к плечам моста, поскольку на нем находится потенциал. Неравномерно распределенный по поверхности кристалла заряд не

одновременно достигает каждого из плеч моста. При достижении одного из плеч моста или составляющего это плечо сопротивления, наблюдается максимум отклонения наблюдаемого значения от номинала. Постепенно перемешаясь, заряд достигает всех четырех составляющих чувствительного элемента. Проведенные исследования нестабильности различных преобразователей (давления, температуры и др.) показали, что хотя бы в очень незначительной степени, но практически на всех отклонениях присутствуют четыре ярко выраженных или слившихся максимума (именно по числу сопротивлений, включенных в мост). После завершения тренировки заряд распространяется равномерно и изменение нулевого сигнала прекращается. На рис. 7 условно показано распределение заряда поверхностных загрязнений до и после тренировки.

а) б.)

Рис. 7. Типовой дрейф нулевого сигнала полупроводникового преобразователя в процессе тренировки (а - условная схема расположения заряда поверхностных ионов, б - то же

после тренировки).

Несмотря на то, что поведение полупроводниковой структуры, над которой возникает заряд, в физике достаточно подробно и фундаментально изучено, такое объяснение проясняет полную гамму следствий и закономерностей из данного процесса, которые широко проявляются в реальной практике производства преобразователей и до настоящего момента объяснений не находили. В работе эти закономерности рассмотрены более подробно.

Второй причиной возникновения нестабильности сигнала, которая требует детального рассмотрения является способ крепления чувствительного полупроводникового элемента преобразователя к корпусу. Исследования показали, что несоответствие температурных коэффициентов полупроводникового кристалла, элементов корпуса и состава, с помощью которого кристалл крепиться к корпусу, вызывает возникновение внутренних напряжений, которые приводят к появлению неста-

бильности сигнала Практические исследования, проведённые в работе, показали, что эта проблема может быть решена полной развязкой кристалла от корпуса полупроводникового преобразователя слоем резиноподобного материала. Проведенные исследования позволили дополнить процедуру анализа важной механической составляющей, но и изменить подход к проектированию датчиков, позволивший создавать датчики на номинал давления 1 кПа с температурным коэффициентом стабильности (ТКС) сигнала 0,02 %/°С

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы сводятся к тому, что сформулирована и реализована концепция проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей, позволяющая получать достоверные результаты, и на их основе проводить корректирующие и предупреждающие действия в системе менеджмента качества. Основу подхода в рамках этой концепции составляет перенесение анализа с отказавшего образца на годные преобразователи, изготовленные в одной партии с отказавшим, и образцы применявшихся комплектующих методами моделирования условий возникновения отказообразующих процессов и исследования физико-технологическими методами. При этом отказавший образец является источником определения гипотез возникновения отказов и объектом частичной их проверки по результатам моделирования и исследования. В рамках научно-практической реализации концепции поставлены и выполнены следующие исследования и разработки, получены следующие выводы:

1. Проведена комплексная оценка и исследование существующих методов анализа отказов полупроводниковых преобразователей и на их основе предложены следующие доработанные в соответствии со спецификой анализа полупроводниковых преобразователей методы и способы:

- способ исследования полупроводниковых преобразователей в растровом электронном микроскопе, позволивший исследовать кристалл без ограничений, накладываемых конструкцией корпуса;

- метод обнаружения неоднородностей и включений в диффузионной или имплантированной структуре измерительных резисторов, основанный на исследованиях в области возможного микроплазменного пробоя, позволивший объяснить

аномалии температурных зависимостей и связанные с ними отказы преобразователей;

- метод определения и локализации мест пониженного сопротивления и пробоев на основе жидких кристаллов, позволяющий в соответствии с требованиями специфики преобразователя локализовать снижение сопротивления изоляции при токе потребления менее 10А

2. Сформулированы основные принципы проведения анализа брака и отказов полупроводниковых преобразователей. Предложено проводить анализ брака и отказов полупроводниковых преобразователей по комплектационной и моделируемой составляющим. Проведение анализа по такой схеме позволяет устанавливать истинные причины отказов преобразователей.

3. Предложен экспресс метод ультрафиолетовой люминесценции, который обладает высокой чувствительностью и эффективно обслуживает все потребности не только анализа, но и производственного контроля полупроводниковых преобразователей в части наличия или возникновения образующих коррозию процессов.

4. Определены причины появления нестабильности нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей в процессе производства. Контроль нестабильности нулевого сигнала позволяет прогнозировать возможные эксплуатационные отказы.

5. Определена причина дрейфа нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей в процессе электротермотренировки. Выдвинутая в работе гипотеза об обусловленности этого дрейфа миграцией поверхностных ионов загрязнений нашла экспериментальное и теоретическое подтверждение.

6. Разработан способ развязки полупроводникового кристалла от корпуса преобразователя резиноподобным слоем. Этот способ позволил дополнить процедуру анализа важной механической составляющей и изменить подход к проектированию датчиков. Последнее позволило создавать датчики на номинал давления 1 кПа с ТКС сигнала 0,02 %/°С.

Полученные результаты внедрены в производство полупроводниковых преобразователей в ЗАО «ТИМОС». Это позволило ЗАО «ТИМОС» обеспечить требуемое качество производимых полупроводниковых преобразователей, внедрить и сертифицировать систему менеджмента качества и заключить контракт с МО РФ на поставку полупроводниковых преобразователей.

ПУБЛИКАЦИИ

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. В.А.Агафонов, А.М.Герасимов, М.Р.Меркин, А.Н.Харчеков. Отказы полупроводниковых преобразователей давления и интегральных схем в условиях совместного воздействия коррозионных процессов и импульсных перегрузок// Материалы конференции. 56-я Научно-техническая конференция, посвященная дню радио: Тез. докл. - Санкт-Петербург, 2001.-е. 150-151.

2. В.А.Агафонов, А.М.Герасимов, М.Р.Меркин, А.Н.Харчеков. Основы обеспечения надёжности полупроводниковых преобразователей низкого давления// Материалы конференции. 56-я Научно-техническая конференция, посвященная дню радио: Тез. докл. - Санкт-Петербург, 2001. - с. 152 - 153.

3. А.Н.Харчеков, В.А.Агафонов. Особенности и метод исследования полупроводниковых преобразователей в растровом электронном микроскопе // Материалы конференции. 58-я Научно-техническая конференция, посвященная дню радио и 300-летию Санкт-Петербурга: Тез. докл. - Санкт-Петербург, 2003. - с. 249 - 250.

4. А.Н.Харчеков, В.ААгафонов. Исследование причин необъяснимых температурных аномалий в полупроводниковых преобразователях методом микроплазменного пробоя// Материалы конференции. 58-я Научно-техническая конференция, посвященная дню радио и 300-летию Санкт-Петербурга: Тез. докл. - Санкт-Петербург, 2003. - с. 250 - 251.

5. А.Н.Харчеков, ВААгафонов. Дрейф заряда ионов поверхностных загрязнений и нестабильность полупроводниковых преобразователей при электротермотрени-ровках// Материалы конференции. 58-я Научно-техническая конференция, посвященная дню радио и 300-летию Санкт-Петербурга: Тез. докл. - Санкт-Петербург, 2003.-с. 252-253.

6. А.Н.Харчеков, ВААгафонов. Люминесцентный метод анализа коррозии кристаллов полупроводниковых преобразователей// Материалы конференции. 58-я Научно-техническая конференция, посвященная дню радио и 300-летию Санкт-Петербурга: Тез. докл. - Санкт-Петербург, 2003. - с. 253 - 254.

Харчеков А. Н.

Подписано в печать 17 11 2004 г Формат 60х84'/1б Бумага документная Печать трафаретная Уч изд л 1 0 Тираж 100 экз Заказ №74

Балтийский государственный технический университет

Типография БГТУ 190005, Санкт-Петербург, 1-я Красноармейская ул, д 1

2474?.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КАК ОБЪЕКТ АНАЛИЗА БРАКА И ОТКАЗОВ.

1.1 Определение полупроводникового преобразователя как объекта анализа брака и отказов.

1.2 Особенности применения и адаптация некоторых методов анализа, принятых в полупроводниковой промышленности, к полупроводниковым преобразователям.

1.2.1 Особенности и метод исследования полупроводниковых преобразователей в растровом электронном микроскопе.

1.2.2 Определение некоторых видов отказов полупроводниковых преобразователей по наличию микроплазменного пробоя на вольт-амперной характеристике.

1.2.3 Определение пониженного сопротивления и пробоев окисных и мембранных пленок методом жидких кристаллов.

1.3 Дополнения процедуры анализа отказов полупроводниковых преобразователей, обусловленные спецификой технологических воздействий на корпус.

1.4 Выводы.

ГЛАВА 2. ПРИНЦИПЫ И ПОДХОДЫ К ПРОВЕДЕНИЮ АНАЛИЗА БРАКА И ОТКАЗОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.

2.1 Составляющие, определяющие развитие и проведение анализа отказов полупроводниковых преобразователей.

2.2 Определение и принципы получения моделируемой составляющей отказа полупроводн икового преобразователя.

2.3 Составляющая отказа, определяемая комплектующими элементами и материалами (комплектационная составляющая).

2.4 Анализ по комплектационной составляющей и принципиальные изменения планарного технологического процесса изготовления кристаллов преобразователей.

2.5 Выводы.

ГЛАВА 3. ОПЕРАТИВНЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ КОРРОЗИИ, ОТВЕЧАЮЩИЙ ЗАДАЧАМ АНАЛИЗА ПРИЧИН БРАКА И ОТКАЗОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.

3.1 Обобщённое описание процессов коррозии.

3.2 Применение метода ультрафиолетовой люминесценции для анализа отказов и производственного контроля коррозии.

3.3 Выводы.

ГЛАВА 4. НЕСТАБИЛЬНОСТЬ НУЛЕВОГО СИГНАЛА КАК ИНФОРМАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ О ВОЗМОЖНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОТКАЗАХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.

4.1 Классификация и влияние причин нестабильности нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей на возникновение эксплуатационных отказов.

4.2 Некоторые отказообразующие причины нестабильности нулевого сигнала в производстве полупроводниковых преобразователей.

4.3 Выводы.

В самых разных сферах деятельности используются различные контролирующие и управляющие системы, которые являются неотъемлемой частью систем управления. Для правильного управления любой системой необходимы точные измерения давления, температуры, влажности и сотен других параметров, самых различных по свойствам, назначению и физическим проявлениям[90]. Эти измерения выполняют первичные преобразователи, основной функцией которых является преобразование измеряемого параметра в электрический сигнал.

Преобразование в электрический сигнал может производиться на основе различных базовых физических принципов и осуществляться по многим вариантам конструктивно-технологических решений [89]. Одним из распространённых решений является использование в качестве чувствительного элемента полупроводникового кристалла. Такие преобразователи называют полупроводниковыми. Настоящая работа посвящена решению проблем обеспечения качества полупроводниковых преобразователей.

В основу преобразования полупроводниковым элементом могут быть положены различные физические принципы (термо- и тензоэффект, эффект Холла и др.) [91]. Построение преобразователей по различным принципам не определяет принципиально нового содержания работ по анализу брака и отказов. Это тождественные приборы, хотя и на разном полупроводниковом эффекте. Различные полупроводниковые эффекты, положенные в основу формирования электрического сигнала, в рамках поставленных перед диссертационной работы задач, принципиального значения не имеют. В рамках проблем настоящего исследования полупроводниковые преобразователи являются общностью конструктивных, технологических и эксплуатационных принципов. Общность эта гармонична и такое обобщение целесообразно в рамках решения проблем, вынесенных в заголовок диссертационной работы. Дополнения, являющиеся прямыми следствиями различия основополагающих физических принципов, в рамках задач, стоящих перед работой, являются обрамлением проблемы. Это обрамление, связанное с установившимися принципами разработки и эксплуатации (например, измерение параметров и т. п.), достаточно хорошо и полно осмыслено разработчиками и эксплуатирующими отраслями. Кроме того, всегда есть возможность привлечения к физико-технологическому анализу, в качестве консультантов или участников, узкоспециализированных профессионалов в области применения и разработки того или иного вида полупроводниковых преобразователей.

Качество первичного преобразователя во многом определяет качество всей системы, в которой он используется [88-90]. Международные стандарты серии ИСО 9000-2000 устанавливают требования к системе менеджмента качества, выполнение которых на предприятии-изготовителе позволяет обеспечивать и поддерживать требуемый уровень качества выпускаемой продукции. Одной из основ создания и функционирования на производстве системы менеджмента качества продукции лежит управление процессами жизненного цикла, среди которых важную роль занимают технологические процессы и процессы проектирования [100-106]. Помимо этого, в соответствии с этими стандартами, организация должна предпринимать корректирующие и предупреждающие действия. Корректирующие действия должны быть направлены на устранение причин несоответствий для предупреждения их повторного возникновения, а предупреждающие - на устранение причин потенциальных несоответствий для предупреждения их появления. Источником информации для принятия корректирующих и предупреждающих действий являются, соответственно, причины выявленных и потенциальных несоответствий, которые устанавливает физико-технологический анализ [100-103]. От достоверности результатов этого анализа зависит определение и осуществление необходимых действий, направленных на устранение причин выявленных и потенциальных несоответствий. В том случае, если установленная причина оказывается ложной, обеспечение качества продукции невозможно. Поэтому одним из важнейших условий обеспечения качества выпускаемой продукции является наличие на предприятии-изготовителе методов проведения анализа несоответствий, гарантирующих достоверность получаемых результатов. В рамках настоящей работы решается проблема обеспечения системы менеджмента качества достоверной информацией о причинах производственного и технологического брака, а также отказов на производственных испытаниях. Наличие достоверных результатов анализа этих видов несоответствий позволяет своевременно корректировать технологические и производственные процессы и, тем самым, обеспечивать требуемый уровень качества выпускаемой продукции.

Исходными данными для корректировок производственных и технологических процессов обычно являются: для процесса изготовления — процент выхода годных изделий, стабильность технологического процесса; для стадий хранения и транспортировки — влияние режимов хранения и транспортировки на сохраняемость изделий; для стадий применения и эксплуатации — надежность изделий и влияние на неё способов применения и режимов эксплуатации.

Для всех этих стадий центральной проблемой является отсутствие основных принципов системы проведения анализа брака и отказов преобразователей для определения физико-технологической модели возникновения отказа. Эта модель необходима для составления адресной цепочки от возникновения отказа до элемента производственного, проектного или эксплуатационного алгоритма, сбой и несовершенство которых явились источником возникновения отказов подобного типа.

Как уже говорилось выше, решения, направленные на повышение качества, не могут приниматься без точного знания причин брака и отказов, которые являются результатом анализа [100]. Способ анализа брака и отказов полупроводниковых преобразователей сегодня общепринято считать аналогичным широко разработанным методам анализа отказов полупроводниковых интегральных схем [2, 16, 41, 89]. Это заблуждение является основной причиной отсутствия в промышленности сложившейся системы и эффективных методов анализа брака и отказов полупроводниковых преобразователей и действенного набора частных методик решения этих проблем. Целый ряд отличий от полупроводниковых приборов и интегральных схем не позволяет применить для анализа брака и отказов полупроводниковых преобразователей наработанные в полупроводниковой технологии методы. Перечислим эти отличия и возникающие вследствие их проблемы:

1.) В полупроводниковых преобразователях, как во всяком измерительном приборе, есть своя специфика формирования нулевого сигнала, который во многом определяет соответствие преобразователя требуемому уровню качества;

2.) В полупроводниковых преобразователях параметры измеряемой среды преобразуются в электрический сигнал в кристалле, который передается в прибор, корпусированный в другом месте и в других условиях. Взаимная увязка различной природы и особенностей функционирования этих двух компонентов порождает специфику их взаимодействия и, как следствие, специфику анализа брака и отказов;

3.) Разделение пространств и сред является источником специфических особенностей преобразователей. Потребность, например, в средоизолирующих, часто герметичных, вводах соединительных кабелей между чувствительным элементом и измерительным прибором является источником проблем, порождающих особенности не только проектирования, но и анализа. Ещё одной проблемой, которая вызвана этим отличием, является несогласованность обмена параметрами и воздействиями полупроводникового элемента и измерительного прибора, который одновременно является источником сигналов, корректирующих температурные и другие виды изменений и искажений информации. Это является фактором, затрудняющим определение и локализацию места неисправности или деградации параметров преобразователя;

4.) Влияние гигроскопичности полупроводниковых элементов (кристаллов) преобразователей на причины их отказов. При производстве интегральных схем полупроводниковый элемент изготавливается в условиях соблюдения вакуумной гигиены. При производстве преобразователей, как правило, полупроводниковые элементы транспортируются на предприятия, имеющие приборные традиции проведения технологического процесса и соответствующие стандарты обеспечения условий труда. В таких условиях гигроскопичность полупроводниковых элементов существенно определяет причины возникновения отказов и комплекс мер по анализу, как самих элементов, так и условий производства.

5.) Посадка кристалла в корпус, детально изученная в производстве полупроводниковых интегральных схем для преобразователей имеет, по крайней мере, две особенности. Во-первых, стабильность полупроводникового преобразователя определяется корпусными нагрузками, как механическими, так и термомеханическими. Во-вторых, датчик отслеживает своей стабильностью последствия различных воздействий на него. Кристалл и корпус могут реагировать на них по-разному. Эти особенности порождают широкую гамму проблем посадки кристалла, которые при производстве полупроводниковых приборов и микросхем просто отсутствуют.

Таким образом, традиционные для полупроводниковых приборов проблемы, хорошо и всесторонне исследованные при создании, сборке и эксплуатации, приобретают новое значение и толкование при анализе причин отказов полупроводниковых преобразователей.

Знание и понимание причин брака и отказов раскрывает суть и направленность реализации мер по управлению качеством продукции [14, 41]. В полупроводниковых преобразователях эффективный анализ брака и отказов практически не проводится по причине отсутствия единого подхода к этой проблеме, учитывающего изложенные выше отличия. Приемы, переносимые из анализа интегральных схем и полупроводниковых приборов, не дают желаемого результата и воспроизводят информацию, не соответствующую действительности. Такая информация может вызвать не только бесполезные, но и ухудшающие воздействия при управлении качеством продукции.

Последствия проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей по технологии, основанной на копировании методов анализа полупроводниковых приборов, можно проиллюстрировать реальным примером. Определение причин отказов трех полупроводниковых преобразователей проводилось по единой, принятой на сегодня, методологии анализа. Отказы первого преобразователя произошли в условиях совершенно необъяснимой массовости и незначительного времени эксплуатационной работы преобразователя у одного из потребителей. Проведение анализа по методам, принятым в полупроводниковой промышленности показало, что в этом и других отказавших преобразователях наблюдаются обрывы плеч моста (вольт-амперные характеристики показывают это вполне определенно). Кроме того, исследование кристалла отказавшего полупроводникового преобразователя в растровом электронном микроскопе (РЭМ) подтвердило обрывы по потенциальному контрасту (Рис 1). На всех кристаллах, этого и отказавших с ним преобразователей, хотя и очень незначительно, но замечены следы коррозии. Методы, используемые при анализе полупроводниковых приборов, по совокупности таких признаков дают заключение: полупроводниковый преобразователь отказал в результате коррозии. Наличие следов коррозионных продуктов на кристаллах в состоянии поставки приводит к окончательному заключению: отказы полупроводниковых преобразователей произошли в результате загрязнения кристалла коррозионно-активными продуктами. По второму и третьему преобразователю совокупность признаков и результаты анализа были полностью идентичны, причем не только для этих преобразователей, но и для других, отказавших вместе с ними у одного потребителя (рис 2, 3).

Проведение анализа по методике, изложенной в работе, однозначно установило, что причиной отказа первого преобразователя является повреждение преобразователя в результате импульсных перегрузок вследствие неправильного заземления у потребителя. Импульсные перегрузки разрушали защитный окисел и провоцировали начальное развитие в месте пробоя коррозии. Т. е. причиной нарушения контакта было разрушение алюминия

Рис. 1. Повреждение кристалла преобразователя в результате импульсных перегрузок со следами вторичной коррозии, не влияющей на срок службы в пределах гарантированного.

Рис. 2. Повреждение преобразователя в результате отказа его приборного устройства со следами коррозии, возникшей в результате разрушения мембраны.

Рис. 3. Коррозия преобразователя, возникшая в результате загрязнения кристалла коррозионно-активными продуктами изготовителем. пробоем, маскированное продуктами коррозии, отношения к обрыву не имеющими. Надо сказать, что наличие коррозионных загрязнений в процессе производства кристаллов действительно имело место в этом случае. Однако, как показало моделирование условий развития коррозии (при повышенной температуре и электрической нагрузке, эквивалентных развитию коррозии до обрыва), время безотказной работы составляло почти пятнадцать лет при гарантийном сроке на преобразователь - десять лет. Второй преобразователь отказал действительно в результате коррозионного разрушения алюминиевых проводников кристалла, но коррозия эта была следствием проникновения паров воды к кристаллу в результате многократной перегрузки преобразователя в эксплуатации. В свою очередь, эта перегрузка была вызвана неправильным функционированием системы, задающей давление эксплуатационной среды, в результате отказа именно этого преобразователя. Но отказ этот наступил вследствие применения в приборном устройстве преобразователей некачественных интегральных схем. Третий преобразователь отказал действительно в результате загрязнения кристалла коррозион-но-активными продуктами изготовителем. Моделирование по той же методике привело к развитию коррозии за эквивалентное время, действительно соизмеримое со временем наступления отказа.

Приведённый выше пример и анализ существующих методов, подходов и принципов анализа полупроводниковых преобразователей позволил сделать следующие выводы:

- известные и доступные для большинства производителей полупроводниковых преобразователей способы анализа не позволяют получить достоверную информацию о причинах, вызывающих отказы;

- на основе недостоверной информации о причинах отказов невозможно предпринимать предупреждающие и корректирующие действия, направленные на обеспечение качества выпускаемой продукции.

Сделанные выше выводы, подтверждённые практическими результатами, убедительно иллюстрируют и актуальность проблемы, поднятой в работе, и необходимость поиска её приемлемого решения в сегодняшней практике производства и анализа полупроводниковых преобразователей.

Следовательно, создание основных принципов проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей, включающей методы проведения анализа и определяющей подходы к проведению этого анализа, является актуальной задачей. Её решение позволит получать достоверную информацию о причинах отказов полупроводниковых преобразователей, на их основе предпринимать соответствующие предупреждающие и корректирующие действия, выполнять требования международных стандартов серии ИСО 9000-2000 и обеспечивать требуемый уровень их качества.

Поэтому цель работы следующая: на основе экспериментальных и теоретических исследований создать систему проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей и подтвердить её эффективной экспериментальной и производственной проверкой.

Для достижения этой цели поставлены задачи:

1. Провести комплексную оценку и исследование существующих методов анализа отказов полупроводниковых преобразователей.

2. Выделить приемы анализа отказов полупроводниковых интегральных схем, принципиально применимые к анализу полупроводниковых преобразователей. Провести экспериментальные, конструкторские и теоретические исследования с целью адаптации этих приемов к потребностям полупроводниковых преобразователей.

3. Разработать подход, который определит основные принципы проведения анализа отказов полупроводниковых преобразователей.

4. Разработать оперативный и доступный метод анализа коррозии полупроводниковых преобразователей, применимый к задачам анализа отказов.

5. Определить причины возникновения наиболее информативного вида производственного брака - нестабильности нулевого сигнала, позволяющего прогнозировать и предупреждать возникновение эксплуатационных отказов полупроводниковых преобразователей.

В процессе проведения исследований получены новые научные результаты:

1. Предложен метод исследования полупроводниковых кристаллов преобразователей в растровом электронном микроскопе без ограничений, накладываемых конструкцией корпуса. Метод основан на теоретически обоснованном и конструктивно обеспеченном способе магнитной транспортировки вторичных электронов из корпуса.

2. Предложен метод исследования неоднородностей и включений в диффузионной или имплантированной структуре измерительных резисторов. Метод основан на исследованиях в области возможного микроплазменного пробоя, позволил объяснить аномалии температурных зависимостей и связанные с ними отказы преобразователей.

3. Предложен метод определения и локализации мест пониженного сопротивления и пробоев на основе жидких кристаллов. Метод позволяет в соответствии с требованиями специфики полупроводниковых преобразователей локализовать места снижения сопротивления изоляции при токе потребления менее 10"1ОА.

4. Разработан подход и определены принципы проведения анализа отказов. В соответствии с разработанным подходом, проведение анализа отказов полупроводниковых преобразователей по двум составляющим - комплектационной и моделируемой - обеспечивает получение достоверных результатов анализа.

5. Предложен метод контроля коррозии полупроводниковых элементов преобразователей, основанный на ультрафиолетовой люминесценции. Метод отличается высокой чувствительностью и простотой, удовлетворяет всем потребностям анализа и является эффективным методом производственного контроля.

6. Обобщены виды нестабильности нулевого сигнала преобразователей как основы прогнозирования и предупреждения эксплуатационных отказов.

7. Теоретически объяснены и экспериментально доказаны причины нестабильности нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей при тренировке. В основу гипотезы о причинах нестабильности нулевого сигнала положено изменение сопротивления измерительных элементов полупроводникового кристалла зарядом мигрирующих ионов загрязнения. Экспериментальная и производственная проверка показала абсолютную предсказуемость обсуждаемых нестабильностей, что является подтверждением выдвинутой гипотезы.

8. Предложен и внедрен способ развязки полупроводникового кристалла от корпуса преобразователя с использованием резиноподобного слоя, что позволило значительно улучшить стабильность выходного сигнала преобразователя.

Все перечисленные выше результаты позволяют сформировать основные принципы анализа полупроводниковых преобразователей. Наличие таких принципов позволяет безошибочно определять и осуществлять необходимые действия, направленные на устранение причин выявленных и потенциальных несоответствий, что, в свою очередь, повышает эффективность системы менеджмента качества на основе МС ИСО 9000-2000 и обеспечивает требуемый уровень качества полупроводниковых преобразователей.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях: 56-ой Научно-технической конференции, посвященной Дню радио, - Санкт-Петербург, 2001 г.; 58-ой Научно-технической конференции, посвященной Дню радио и 300-летию Санкт-Петербурга, - Санкт-Петербург, 2003 г.; семинарах АОЗТ «ТИМОС», «Светлана - Электронприбор.

Достоверность полученных в работе результатов доказана их практическим внедрением на ЗАО «ТИМОС», которое является производителем полупроводниковых преобразователей для Министерства обороны Российской Федерации. Внедрение полученных в работе научных и практических результатов позволило разработать и внедрить на указанном предприятии эффективную систему менеджмента качества и получить лицензию МО РФ на право производства и ремонта средств измерения военного назначения.

В первой главе полупроводниковый преобразователь определён как объект анализа отказов, и выделены основные особенности, которые отличают полупроводниковый преобразователь от полупроводникового прибора. Среди таких отличий - наличие как минимум двух различных сред эксплуатации, причем среды эти различаются практически по всем параметрам (температурные режимы, химическая активность и др.). Показано, что полупроводниковый преобразователь - это совершенно иное построение, чем полупроводниковый прибор. Добавим к этому, что среда, в которой находится кристалл в полупроводниковом приборе - стабильна, а эксплуатационная среда в полупроводниковом преобразователе по своему назначению оказывает различные физические и химические воздействия на кристалл. Это требует других методов производства и анализа. Тем не менее, ряд методов, принятых при анализе полупроводниковых приборов, после определенных доработок может быть использован при анализе полупроводниковых преобразователей. Содержание этих доработок вместе с определением различий между полупроводниковыми приборами и преобразователями составляют первую главу.

Во второй главе сформированы принципы подхода к анализу полупроводниковых преобразователей с учетом различий, выявленных в первой главе. Для проведения анализа полупроводниковых преобразователей они должны быть принципиально иными. В работе показано, что применение отказавшего преобразователя в качестве объекта анализа не информативно и вводится новый подход к проведению анализа. Анализ основывается на рассмотрении двух направлений причин возникновения отказа:

1.) воздействия производственного и эксплуатационного характера;

2.) состав и качество комплектующих, материалов и полупроводниковых кристаллов.

В работе обоснована эффективность такого подхода и на практических примерах продемонстрированы его результаты.

Содержание третей главы целиком посвящено особой проблеме полупроводниковых преобразователей - процессам коррозии алюминиевой металлизации кристалла. Значимость данной проблемы объясняется ещё и тем, что она содержит два аспекта:

1.) Коррозия может быть, и достаточно часто действительно бывает, причиной отказа;

2.) В 90% отказавших преобразователей наблюдается коррозия, отношения к причинам отказа не имеющая. Эта коррозия может быть следствием вторичных, последовавших за наступлением отказа, причин (повреждения мембраны, повреждение окисла в результате перегрузки при неправильном заземлении и многое другое). Одна из таких причин, выявленная в работе, повлекла за собой изменения технологического процесса изготовления полупроводниковых кристаллов преобразователей, который ранее совпадал с процессом изготовления кристаллов полупроводниковых приборов и интегральных схем.

В результате анализа работ по процессам коррозии сделан ряд обобщающих выводов практической направленности. В частности, все исследования процесса коррозии связаны с трудоёмкими, наукоёмкими, в том числе и по составу применяемого оборудования, исследованиями, которые не отвечают на возникающие в процессе производства вопросы, связанные с коррозией. При производстве и анализе требуются иметь полное представление о протекании коррозии и принципы обнаружения её возникновения на самых ранних стадиях. Рассмотрев и сгруппировав значительное количество работ по физико-химическим основам процесса коррозии, было определено, что все её продукты имеют три составляющие: геле-вая, дендритная и жидкая фазы. Эти фазы можно идентифицировать при помощи ультрафиолетовой люминесценции, т. к. они вызывают люминесцентное свечение во всех трёх моделях люминесценции. Предложенный в диссертационной работе метод контроля коррозии на основе ультрафиолетовой люминесценции, является не только методом анализа, но и методом производственного контроля. Он позволяет определять коррозию на самой ранней стадии развития и обладает достаточно высокой чувствительностью. Это позволило не только ввести в анализ такой метод, но и создать методику входного контроля кристаллов, что в условиях разделенности производств самих преобразователей и полупроводниковых кристаллов, позволило увеличить эффективность входного контроля последних. В условиях отсутствия электронно-вакуумной гигиены на приборных предприятиях, которыми являются производители полупроводниковых преобразователей, этот метод является средством внутреннего и межоперационного контроля при производстве полупроводниковых преобразователей.

В четвёртой главе исследуется параметр полупроводникового преобразователя, результаты контроля которого способны дать информацию для определения и осуществления необходимых действий, направленных на устранение причин потенциальных несоответствий для предупреждения их появления, до наступления эксплуатационных отказов. Таким параметром для производителей полупроводниковых преобразователей является стабильность нулевого сигнала. Многолетняя практика разработки и изготовления полупроводниковых преобразователей, позволяет сделать производителям вывод: производство, не имеющее проблем со стабильностью нулевого сигнала, имеет минимальное количество эксплуатационных отказов. Проблема возникновения нестабильности нулевого сигнала рассмотрена в четвертой главе. Выдвинуты и обоснованы гипотезы, объясняющие причины появления нестабильности нулевого сигнала а также предложены способы их устранения .

Диссертация состоит из введения, 4 глав с выводами по каждой из них, заключения и списка литературы. Она изложена на 150 страницах машинописного текста, включает 45 ри

4.3 Выводы

В результате теоретического и практического изучения возникновения нестабильности нулевого сигнала полупроводникового преобразователя были выделены две причины этого явления. Внедрение в производство предложенных способов устранения причин возникновения нестабильности нулевого сигнала позволило существенно снизить количество эксплуатационных отказов и дополнить методику производственного контроля эффективными методами.

В рамках этих задач проработай ряд конкретных вопросов, обоснованы следующие выводы и положения:

1. Нестабильность нулевого сигнала определена как параметр, позволяющий выявлять потенциальные отказы полупроводниковых преобразователей.

Определены причины появления нестабильности нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей в процессе производства и производственных испытаний. Контроль нестабильности нулевого сигнала позволил реально прогнозировать возможные эксплуатационные отказы.

Проведенные исследования позволили определить причины дрейфа нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей в процессе электротермотренировки. Выдвинутая в работе гипотеза об обусловленности этого дрейфа миграцией поверхностных ионов загрязнений нашла полное экспериментальное, теоретическое и практическое подтверждение.

На основе предложенного в диссертации способа развязки корпуса и кристалла полупроводникового преобразователя сформулированы дополнения к анализу отказавших преобразователей. Предложенный способ развязки позволил спроектировать полупроводниковый преобразователь давления с номиналом 1 кПа с коэффициентом температурной стабильности нулевого сигнала 0,02 %/°С.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках настоящей диссертационной работы предложено решение проблемы проведения физико-технологического анализа брака и отказов полупроводниковых преобразователей. Предложенные в работе методы и принципы проведения анализа полупроводниковых преобразователей позволяют получать достоверную информацию о причинах брака и отказов. Получение достоверных результатов анализа брака и отказов позволяет предпринимать эффективные корректирующие и предупреждающие действия по устранению и предупреждению повторного появления выявленных и потенциальных несоответствий, что удовлетворяет требования международных стандартов серии ИСО 9000-2000. Предложенные в результате работы методы проведения аиализа брака и отказов и сформулированные принципы проведения такого анализа позволяют повысить качество полупроводниковых преобразователей.

В рамках этих задач разработан ряд конкретных вопросов, обоснованы следующие выводы и положения:

1. Детально рассмотрены методы анализа полупроводниковых приборов и интегральных. Выделена совокупность методов, на основании которых могут проводиться отдельные операции технологического процесса установления причин отказов полупроводниковых преобразователей.

2. Предложен метод исследования полупроводниковых кристаллов преобразователей в растровом электронном микроскопе без ограничений, накладываемых конструкцией корпуса. Метод основан на теоретически обоснованном и конструктивно обеспеченном способе магнитной транспортировки вторичных электронов из корпуса. Разработанная система нашла практическое применение и в работе иллюстрирована подтверждающими её эффективность примерами.

Предложен метод исследования неоднородностей и включений в диффузионной или имплантированной структуре измерительных резисторов. Метод основан па исследованиях в области возможного микроплазменного пробоя, позволил объяснить аномалии температурных зависимостей и связанные с ними отказы преобразователей. В практике анализа полупроводниковых преобразователей применение этого метода в сочетании с методом наведенного тока растровой электронной микроскопии является единственной возможностью определения причин многих необъяснимых температурных изменений параметров преобразователей и их отказов.

Предложен метод определения и локализации мест пониженного сопротивления и пробоев на основе жидких кристаллов. Метод позволяет в соответствии с требованиями специфики полупроводниковых преобразователей локализовать места снижения сопротивления изоляции при токе потребления менее Ю"10А.

Определены принципы создания классификации производств полупроводниковых преобразователей по способам технологических воздействий на корпус. Сформулированы основные принципы системы анализа брака и отказов полупроводниковых преобразователей. Анализ брака и отказов полупроводниковых преобразователей проводится по комплектационной и моделируемой составляющим. Проведение анализа по предложенной схеме позволяет устанавливать истинные причины отказов преобразователей.

Анализ по комплектационной составляющей позволил определить необходимые специальные требования к полупроводниковой технологии по изготовлению кристаллов полупроводниковых преобразователей давления.

Предложен оперативный метод ультрафиолетовой люминесценции, который обладает высокой чувствительностью и эффективно обслуживает все потребности не только анализа, но и производственного контроля полупроводниковых преобразователей в части наличия или возникновения образующих коррозию процессов.

9. Нестабильность нулевого сигнала определена как параметр, позволяющий выявлять потенциальные отказы полупроводниковых преобразователей.

10. Определены причины появления нестабильности нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей в процессе производства и производственных испытаний. Контроль нестабильности нулевого сигнала позволил реально прогнозировать возможные эксплуатационные отказы.

И. Проведенные исследования позволили определить причины дрейфа нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей в процессе электротермотренировки. Выдвинутая в работе гипотеза об обусловленности этого дрейфа миграцией поверхностных ионов загрязнений нашла полное экспериментальное, теоретическое и практическое подтверждение.

12. На основе предложенного в диссертации способа развязки корпуса и кристалла полупроводникового преобразователя сформулированы дополнения к анализу отказавших преобразователей. Предложенный способ развязки позволил спроектировать полупроводниковый преобразователь давления с номиналом 1 кПа с коэффициентом тем-цературной стабильности нулевого сигнала 0,02 %/°С.

Полученные в работе результаты внедрены в производство полупроводниковых преобразователей в ЗАО «ТИМОС».Внедрение результатов работы позволило ЗАО «ТИМОС» разработать и внедрить систему менеджмента качества и. Это позволило ЗАО «ТИМОС» обеспечить требуемое качество производимых полупроводниковых преобразователей, внедрить и сертифицировать систему менеджмента качества, получить лицензию Министерства обороны Российской Федерации на производство и ремонт средств измерения военного назначения и заключить контракт с МО РФ на поставку полупроводниковых преобразователей давления. Одним из основных участников разработки и внедрения системы менеджмента качества являлся автор диссертации.

1. Erdos G. The effect of the thin-layer organic corrosion on the reliability in electronics. -"RELECTRONIK 73". Megbizhatosag elektron. Szimp., Budapest, 1993, 57-68.

2. Петрова M.B., Петров B.M., Петрова И.В. Особенности расчета переходных процессов преобразователя // Вестник Ульяновского государственного технического университета. Научно-теоретический журнал. №1, 2000г.

3. Водянов Ю.М., Сапун В.В., Сенцова А.Н., Спиридонов Б.А., Фаличева А.И. Исследование физико-химической устойчивости тонкой легированной алюминиевой проволоки в атмосферных условиях. «Физика полупроводников и микроэлектроника», Рязань, 1979, №6, 83-86.

4. Froot Н.А. The use of mi его fluorescence analysis for process control in the semiconductor manufacturing industry. - "20th Annu. Proc. Reliab. Phys., San Francisco, Calif., 1989, 190192.

5. Berg Howard ML, Puulson Wayne M. Chip corrosion in plastic packages. - "Microelectron. and Reliab", 1980, 20, №3, 247-263.

6. Сато Манабу. Способ контроля ИС при помощи флуоресценции., «Дэнсел дзайрё», Electron. Parts and Mater, 1987, 26, №3, 135-140.

7. Нефедов А.В. Гордеева В.И. Отечественные полупроводниковые приборы и их зарубежные аналоги. Справочник М.: КУбК-а, 1997; 400 е., ил.

8. Баканов Г.Ф., ДоСуан Тьен. Модель электрохимической коррозии многоуровневой металлизации коммутационной платы микроузла на полимерной пленке. « Изв. Ленинград. электротехнического института», 1987, №388, 90-92.

9. Безручко С.М., Икончиков A.B., Петренко И.В. Методы контроля качества поверхности полупроводниковых и диэлектрических пленок. Технология проектирования и надежность интегр. полупроводн. схем. - М., 1988, 35-42.

10. Марончук И.Е., Найденков М.Н., Найденкова М.В., Сариков A.B., Волошина T.JI. Оп-тоэлектронная и полупроводниковая техника. 1998, №33, 157-159.

11. Безрядин С.Н., Велилов Ю.Х., Вернер В.Д., Егорова Т.И. Электронная структура контакта Al-Si. Поверхность: физика, химия, механика; 1984, №11, 138-142.

12. Гусева М.Б., Дубинина Е.М. Физические основы твердотельной электроники. — М.: Изд-во МГУ, 1986.

13. Маркус Р. Методы контроля и диагностики. М.: Изд-во МГУ, 1986, 271-327.

14. Аксельрод И.Л., Верещагин В.Г., Захаров А.Н., Царев В.П. Люминесцентный метод и установка для контроля однородности диэлектрических покрытий на пластинах кремния. «Завод, лаборат.», 1985, 51, №12, 40-42.

15. Бычков А.Г., Зуев В.А., Клюй Н.И. Надежности микроэлектронных схем и элементов. -«Материалы всесоюзного семинара, Киев, ноябрь 1983», Киев, 1985, 121-123.

16. Лейферов Б.Н., Либипсон А.Г. Люминесцентный анализ кремния на содержание примесей мышьяка, алюминия и галия. «Высокочистые вещества», 1987, №1, 147-150.

17. Lewis Gary L., Berg Howard M. Particulaters in assembly: effect on device reliability. -"36th Electron. Compon. Conf.", Seattle, Wash., May 5-7, 1986.

18. Воробьёва Л.М., Новожилова И.Н., Пузырёва H.C., Сараев О.Н. Полимерная защита полупроводниковых датчиков. Микроэлектроника в приборостроении в электроприборостроении, Л., 1989, 105-110.

19. Власов В.Е., Пищаев В.В., Сапронов В.И., Филатов В.Н. Разработка и реализация принципов системного подхода к технологическому обеспечению качества компонентов МЭА. Электронная промышленность, 1989, №12, 12-14.

20. Гейтс Э.Д. Введение в электронику. Практич.подход:Пер.с англ. Ростов-на-Дону: Феникс, 1998; 640 е., ил

21. Shimura, Fumio . Semiconductor silicon crystal technology Fumio Shimura Полупроводниковый кристаллический кремний для сверхбольших интегральных схем San Diego etc.: Acad, press, Cop. 1989

22. Скворцов, Альберт Матвеевич Физика отказов и надежность больших интергальных схем Учеб. пособие А. М. Скворцов; Ленингр. ин-т точ. механики и оптики, Каф. конструирования ии пр-ва электрон.-вычисл. Аппаратуры. Л.: ЛИТМО, 1987.

23. Демочко Ю. А., Чернышов А. А. Проблемы обеспечения коррозионной стойкости интегральных микросхем. Электронная промышленность, 1990, №9, с. 40-44

24. A Survey of Corrosion Failure Mechanisms in Microelectronic Devices/ G. L. Schnäble. R. B. Comizzoli. W. Kern and L. K. White— RCA Review, 1999, v. 40, N 4, p. 416—445.

25. Волосянко В. А. Пути повышения коррозионной устойчивости интегральных схем. — Электронная промышленность, 1981. вып. 4(100), с. 58—61.

26. ГОСТ 24927—81. Временная противокоррозионная защита изделий электронной техники. Технические требования и методы испытаний.

27. Волков С. И., Григорашвили Ю. Е., Полякова Е. В. Моделирование коррозионных отказов интегральных схем. — Электронная техника. Сер. Управление качеством, метрология, стандартизация, 1981, вып. 4 (90), с. 24—27.

28. Hunt G. L„ Ritchie I. M. The Effect of an Aoplied Electric Field on the Oxidation of Aluminum in the Temperature Range 50— 400° C.— Oxidation of Metals, 1990, v. 2, N 4. r. 361—371.

29. Ю. H. Михайловский, Л. А. Шувахииа, Г. Б. Кларк, В. В. Агафонов. Методы исследования влияния климатических параметров на скорость атмосферной коррозии металлов.— Защита металлов, 1971. т. 7, № 2, с. 154—158.

30. Розенфельд И. Л. Самоиленко Н. Г., Муджири Я. Н. Ускоренные методы оценки защитных свойств летучих ингибиторов коррозии с целыо прогнозирования сроков защиты.— Защита металлов, 1982. т. 18, № 1, с. 119—122.

31. Вальская М. Ф., Веселова С. С., Павлова Г. Г. Проверка возможности применения ингибиторов коррозии для защиты алюминиевой металлизации. Электронная техника. Сер. Упр. Качеством, стандартизация, метрология, испытания, 1984, вып. 1 (106).

32. Истушкин В.Ф., Литвинский И. Е., Манулик С. А., Прохоренко В. А. Влияние температуры на перенос ионов при коррозии алюминиевой металлизации. Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника, Вып. 3 (132), 1989.

33. Скорчеллетти В. В. Теоретические основы коррозии металлов. Л.: Химия, 1973. - 124 с.

34. Фатеев Ю.Ф., Дуболазов В.А., Фролов В.Д., Иванова С.А. Коррозия алюминия в полупроводниковых приборах - Электронная техника, 1980, вып. 6.

35. Бондарев В.В. Влияние спирто-канифольного флюса на коррозионную стойкость проводников - Труды гос. Науч.-исслед. Ин-та сплавов и обработки цветных металлов, вып. 31, 1970.

36. Горлов М.И., Микрюков В.Н., Золотухина О.М., Котов В.В. Коррозия алюминиевой металлизации кремниевых транзисторов и интегральных микросхем - Электронная техника. Сер. Упр. качеством., 1992, вып. 2(149)-3(150).

37. Olberg R. С. Bozrth S. L. Factors contribution to the corrosion of the aluminium metal on semiconductor devices packaged in plastic, — Microelectronics and Reliability, 1996, v. 15, p. 601—611.

38. Физические основы надежности интегральных схем. — М.: Советское радио, 1976.— 316с.

39. Stroehte D. On the penetration of gases and water vapour into packages with cavities and on maximum allowable leak rates. — 15-th Ann. Proc. Reliab. Phys., Las Vegas, Nev., 1977.— N. Y. 1977, p. 101—106.

40. Алексанян И. Т., Вернер В. Д., Григорашвили 10. Е. Модели отказов термокомпрессионных соединений ИС. — Электронная техника. Сер. Управление качеством, метрология, стандартизация, 1989, вып. 5(75), с. 3—12.

41. Достанко Н. С., Соболев В. В. Долговечность элементов радиоэлектронной аппаратуры. — JL; Энергия, 1973,— 157 с.

42. Gordon S. Model colcutations for maximum allowable leak rates of hermetic packages — J. Vac. Sci. Technol., 1975, v. 12, N 1. p. 423^29.

43. Peck D. S. and Lievdt С. H. Temperature-humidity acceleration of metal electrolysis failure In semiconductor devices.—11th annual proceedings reliability physics. Las Vegas, 1973.

44. Lycoudes N. Practical uses of accelerated testing at Motorola.—13th annual proceedings reliability physics. Las Vegas, 1975.

45. Brauner I. В., Kapter V. C., Tamburrino A. Can plastic encapsulated microcircuits provide reliability with economy? — «Microelectronics», v. 1,N 1, 1970.

46. Heitz E. Corrosion of Metals in organic Solvents. —«Advances in Corrosion Science and Technology, Plenum Press», v. 4, New Jork, 1974.5053.