автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Диагностические методы оценки надежности интегральных схем с использованием шумовых параметров

На правах рукописи

СМИРНОВ Дмитрий Юрьевич

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ШУМОВЫХ ПАРАМЕТРОВ

Специальность 05.27.01 - „Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2006

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Горлов Митрофан Иванович

Официальные оппоненты :

доктор физико- математических наук, профессор

Бормонтов Евгений Николаевич. кандидат технических наук, Удовик Анатолий Павлович

Ведущая организация

ОАО «Воронежский завод полупроводниковых приборов - Сборка»

Защита диссертации состоится 12 декабря 2006 года в 14— часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.06 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп. 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан 10 ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Горлов М.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Совершенствование современных электронных устройств, содержащих сотни интегральных схем (ИС), невозможно без увеличения их надежности. К качеству и надежности ИС предъявляются очень высокие требования независимо от того, в какой радиоэлектронной аппаратуре (РЭА) они будут применены: для комплектации ракет, авиационных объектов, атомных электростанций или сотовой связи и бытовой техники. По этой причине среди множества проблем современной полупроводниковой электроники особое место занимает проблема качества и надежности выпускаемых изделий. На производстве в странах с развитой электронной промышленностью (США, Япония и др.) затрачиваются огромные средства на обеспечение повышенного качества и надежности готовых изделий.

Одной из целей производства является нахождение такого метода отбраковки полупроводниковых изделий (ППИ) в процессе их изготовления, который позволял бы, во-первых, отбраковывать потенциально ненадежные изделия, т.е. такие изделия, которые соответствуют на момент проверки всем техническим требованиям на них, но при установлении в аппаратуру отказывают до истечении срока, установленного в технических условиях времени гарантийной работы. Во-вторых, заменить длительные и дорогостоящие отбраковочные испытания, в первую очередь электротермотренировку (ЭТТ), на диагностические методы контроля, которые были бы не менее эффективными, но менее трудоемкими.

В последние десятилетия большое применение получили нераз-рушающие методы диагностики надежности различных ППИ на основе измерений их низкочастотных (НЧ) шумов. Неразрушающий контроль имеет множество преимуществ по сравнению с другими видами контроля и может непосредственно вводиться в технологические процессы производства и испытаний ИС.

В процессе производства зачастую возникает необходимость не только отбраковки потенциально ненадежных ИС, но и выделения из партии группы схем с повышенным уровнем надежности.

Поэтому считаем, что разработка новых диагностических методов с использованием НЧ шумов с целью применения их для отбраковки потенциально ненадежных ИС с высокой достоверностью, что позволило бы внедрить их в производство вместо ЭТТ, с одновременной возможностью диагностического выделения из партии ИС группы схем, имеющих повышенный уровень надежности, является в настоящее время весьма актуальным.

Работа выполнялась по теме ГБ2004-34 "Исследование полупроводниковых материалов, приборов и технологии их изготовления" раздела "Исследование надежности полупроводниковых изделий".

Цели и задачи работы. Целью настоящей диссертации является разработка новых диагностических способов отбраковки потенциально ненадежных логических и аналоговых ИС, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, на основе измерения параметров НЧ шумов, способных заменять дорогостоящие и длительные отбраковочные испытания как при их производстве, так и на входном контроле предприятий - изготовителей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), а также выделять из партии ИС группу высоконадежных схем. Для достижения этой цели в работе поставлены следующие задачи:

1. Спроектировать и разработать установки для измерения параметров НЧ шумов полупроводниковых изделий и для имитации воздействия электростатических разрядов.

2. Разработать новые способы диагностирования потенциально ненадежных ИС, основанные на измерении параметров НЧ шума.

3. Разработать-способы диагностирования потенциально ненадежных ИС и выделения группы ИС повышенной надежности с использованием измерения параметров НЧ шумов до и после воздействия электростатических разрядов (ЭСР).

Научная новизна работы. В работе получены следующие новые научные и технические результаты:

1. На основе измерения НЧ шумов логических и аналоговых ИС, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, разработаны новые диагностические методы:

- два способа разделения ИС по надежности на основе измерения шума в цепи „питание — общая точка" при различных напряжениях питания и различных температурах;

- два способа разделения ИС по надежности, основанных на измерении шума в цепи „вход - общая точка" при различных напряжениях питания и различных температурах;

- два способа разделения ИС по надежности, на основе измерения показателя формы спектра НЧ шума у;

- способ разбраковки ИС с использованием НЧ шума и термоцик-лирования;

2. На основе измерения НЧ шумов до и после воздействии ЭСР и последующего отжига логических и аналоговых ИС, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, разработаны следующие диагностические методы:

- способ разделения ИС по надежности, основанный на измерении шума по выводам „питание - общая точка" с воздействием ЭСР на вход ИС;

- способ разделения ИС по надежности, основанный на измерении шума по выводам „питание — общая точка" с воздействием ЭСР в цепи питания ИС;

- способ разделения ИС по надежности, основанный на измерении шума по выводам „вход — общая точка" с воздействием ЭСР на вход ИС;

Реализация результатов работы, практическая значимость.

1. Разработано устройство для разбраковки полупроводниковых изделий по ампер-шумовым характеристикам. На данное устройство получен патент № 2263326, опубл. 27.10.2005.

2. Разработано устройство для измерения показателя формы спектра

НЧ шума у. На принцип, положенный в основу, подана заявка на изобретение.

3. Разработаны способы разделения полупроводниковых приборов по надежности и способ определения потенциально нестабильных полупроводниковых приборов. Получены патенты: № 2258234, опубл. 10.08.2005; №2242018, опубл. 10.12.2004; № 2234104, опубл. 10.08.2004.

4. На основе измерения интенсивности шума при двух значениях прямого тока разработан способ, позволяющий отбраковать потенциально ненадежные ИС. На данный способ получен патент на изобретение № 2278392, опубл. 20.06.2006.

5. Разработан способ разбраковки ППИ по сравнению значений интенсивности шумов до и после термоциклирования. На данный способ подана заявка на изобретение.

6. Разработаны три новых способа разделения ИС по надежности с использованием напряжения шума при номинальном и критическом напряжениях питания, а также с использованием входных прямых рабочих токов, измеренных при разных температурах. На способы поданы заявки на изобретения.

7. Разработаны два способа разделения ИС с использованием напряжения шума и показателя формы спектра у при трех различных температурах. На разработанные способы поданы заявки на изобретения.

8. Разработаны три новых способа диагностического контроля надежности ИС с измерением напряжения шума по выводам „питание — общая точка" и „вход - общая точка" до и после воздействия ЭСР и последующего термического отжига.

Достоверность разработанных новых способов диагностирования подтверждена последующими испытаниями на безотказность в течение 500ч.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

1. Принцип работы устройства для разбраковки полупроводниковых изделий по ампер-шумовым характеристикам и устройства для измерения показателя формы спектра у.

2. Два способа разделения ИС по надежности, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, основанных на измерении напряжения шума в цепи „питание — общая точка".

3.Два способа разделения ИС по надежности, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, с использованием напряжения шума, измеренного в цепи „вход — общая точка".

4. Два способа разделения ИС по надежности, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, на основе измерений показателя формы спектра НЧ шума у при разных температурах.

5. Способ разделения ИС по надежности, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, с использованием НЧ шума и термоциклирования.

6. Три способа разделения ИС по надежности, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, с использованием напряжения шума до и после воздействии ЭСР и последующего отжига.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на: международных научно-технических семинарах "Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах " (Москва, 2002; 2003; 2005 гг.); X международной научно-технической

конференции „Радиолокация, навигация, связь" (Воронеж, 2004); X между народной научно-технической конференции студентов и аспирантов „Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва, 2004); XIII всероссийской межвузовской научно-технической конференции „Микроэлектроника и информатика - 2006" (Зеленоград, 2006); научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов ВГТУ (Воронеж, 2003 - 2006 гг.).

Публикаций. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе 5 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 5 патентов РФ.

В совместных работах автору принадлежит проведение экспериментов и измерение параметров НЧ шума при различных внешних воздействиях, анализ и обобщение результатов, разработка и оформление заявок на патенты.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения и списка литературы из 102 наименований. Работа изложена на 125 страницах, содержит 59 рисунков и 17 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении описано современное состояние методов отбраковки ППИ, обоснована актуальность темы диссертации, поставлены цели и задачи исследования, их научная новизна и практическая значимость. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения о публикациях по теме диссертации, о личном вкладе автора в совместных работах, структуре и объеме диссертации.

В первой главе проведен анализ отечественной и зарубежной литературы по основным видам шумов в ППИ. Из рассмотренных основных видов шумов в ППИ сделан вывод, что наиболее информативным является низкочастотный шум или шум вида 1/Г.

Основной причиной наличия НЧ шума в ППИ являются процессы генерации и рекомбинации носителей, обусловленные проявлением дефектов структуры материалов, т.к. реальные полупроводниковые материалы, используемые для ППИ, не обладают идеальной с физической точки зрения структурой и обычно имеют различные нарушения кристаллической решетки (примесные атомы, дислокации, вакансии, дефекты внедрения и др.).

В настоящее время известно множество диагностических методов оценки качества и надежности полупроводниковых приборов (ПП), в том числе с использованием параметров НЧ шума, но методы диагностики ИС по надежности с использованием НЧ шума практически отсутствуют.

Во второй главе описаны методы для измерения параметров НЧ шумов ППИ и некоторые устройства на их основе, практическое измерение НЧ шума проводилось на разработанной автором установке (рис. 1).

Схема задания режима Исследуемое изделие Пред. усил. -а» НЧ усил.

Селективный

вольтметр

Набор фильтров

I

Вольтметр Квадратичный

Квадрат. детектор

Вольтметр|

Рис. 1. Схема измерения НЧ шумов Далее описана конструкция установки для автоматической разбраковки ППИ по ампер-шумовым характеристикам. Приведено разработанное устройство для измерения параметра низкочастотного шума у. Основу данного устройства составляют два канала прямого усиления НЧ шума с разными полосами пропускания, которые подключены к усилителю постоянного тока (УПТ). Логарифмическая шкала на выходе УПТ позволяет непосредственно измерять параметр НЧ спектра у (рис. 2).

Исследуемое изделие

—| Усилитель

—[фильтр Г[-^>-[Вуфер|-[Детектор]-

—¡Фильтр 2~}-^>-[Буфер|-¡Детектор"]-

<7

-|АРУ[-

Рис. 2 Блок схема измерителя у В этой же главе описаны электронные компоненты для реализации измерительных устройств и приведена схема разработанной установки для имитации воздействия электростатических разрядов с методикой проведения испытаний на чувствительность ИС к ЭСР.

Третья глава посвящена описанию разработанных способов определения потенциально ненадежных логических и аналоговых интегральных схем, выполненных по биполярной и МОП технологии, по параметрам низкочастотного шума:

Способ разделения ИС по надежности на основе измерения шума в цепи „питание — общая точка".

Известные способы разделения ППИ по надежности основаны на сравнении уровня измеренного шума с шумом бездефектного изделия и по разности значений шумов оценивается надежность изделия. Недостатком этих методов является их низкая достоверность. Предложен новый способ разделения ИС по надежности.

На 12 аналоговых интегральных схемах типа ОРА735, выполненных по технологии КМОП с диапазоном значений напряжения питания по ТУ 2,7...12 В, измерялось среднеквадратичное напряжение шума uf„ методом прямого измерения по выводам „питание — общая точка" на частоте 1000 Гц. Ширина полосы измерения частот равна Af = 200 Гц.

Для предварительной оценки шума был проведен эксперимент на ИС данных типов по снятию зависимости йш на частоте 1000 Гц от напряжения питания (рис. 3).

иш,мкВ13,5 -3 -2,5 -2 -1,5

7

и, В

11 13

Рис. 3. Зависимость йш от напряжения питания по выводам „питание — общая точка" у ИС типа ОРА735 с наибольшим и наименьшим значением

шума.

Из рис. 3 видно, что середина участка постоянного значения йж наблюдается у ИС типа ОРА735 при питании 8 В.

Первый способ разделения ИС по потенциальной надежности основан на зависимости значения интенсивности шума на частоте 1000 Гц от напряжения при нормальной температуре. Результаты измерений 12 ИС при напряжениях питания, равных 2 В (значение критического напряжения питания) и 8В (середина участка постоянного значения иш (рис. 3)), представлены в табл. 1, где также даны величины относительного изменения значений интенсивности шума при различных напряжений питания: К|=иш»/иш2 ■

Установив значение критерия К1 < 1,5 для надежных ИС типа ОРА735 схемы № 3,6, 10 (табл. 1) являются потенциально ненадежными.

Значение иш для ИС типа ОРА735

Таблица 1

№ ИС иш, МкВ^, при напряжении питания К] ишк/и|П2

2В 8В

1 2,06 2,70 1,31

2 2,13 2,81 1,32

3 2,05 3,11 1,52

4 2,11 2,83 1,34

5 2,16 2,88 1,33

6 1,90 3,21 1,69

7 2,16 2,65 1,23

8 2,13 2,74 1,29

9 2,12 2,68 1,26

10 1,98 3,38 1,71

11 2,10 2,91 1,39

12 2,12 2,63 1,24

сти иш» порожденной дефектами структуры, имеющих температурную зависимость, на частоте 1000 Гц в цепи питания при напряжении 8В для ИС типа ОРА735 при нормальной температуре (значения взяты из табл. 1) и при температурах 0°С и 100 °С. Для каждой ИС в табл. 2 по результатам

измерений подсчитаны значения коэффициента р! по формуле:

(ишкхгс — иш25"С + иш25°С — Кшо-С

— 2

_, _, _, ин(25'С

где и иг 25°с 9 и ш о*, иииоо-с - значения интенсивности шума при температурах, соответствующих нормальной, О °С и 100 °С.

Таблица 2

Значение й„, для ИС типа ОРА735_

№ ИС иш> мкВ , при напряжении 8 В и температуре Р,

0°С 25 °С 100 °С

1 3,22 2,70 3,86 0,62

2 3,36 2,81 3,95 0,61

3 3,74 3,11 4,71 0,72

4 3,36 2,83 4,00 0,60

5 3,46 2,88 4,07 0,62

6 4,01 3,21 4,99 0,80

7 3,03 2,65 3,74 0,55

8 3,19 2,74 3,89 0,58

9 3,28 2,68 3,68 0,59

10 4,33 3,38 5,20 0,82

11 3,52 2,91 4,15 0,63

12 3,00 2,63 3,74 0,56

Видно (табл. 2), что по второму способу ИС типа ОР735 № 3, 6, 10,

имеющие Р| > 0,7, также являются потенциально ненадежными.

При проведении испытаний на безотказность (500 ч, 85 °С) ИС типа ОРА735 № 3, 6, 10 (табл. 1, 2) имели параметрические отказы.

Опробованные первым и вторым способом из одной партии ИС типа ОРА735 по данным экспериментов показали одинаковые результаты по надежности. На наш взгляд, ИС малой и средней степени интеграции целесообразно диагностировать первым способом как менее трудоемким, но для БИС более достоверными будут данные, полученные по второму способу.

Данные способы были успешно опробованы и на ИС типа ОР37 (аналоговые, выполненные по биполярной технологии) и на ИС типа К137ЛЕ2 (логические, выполненные по биполярной технологии).

Способы разделения ИС по надежности с использованием напряжения шума, измеренного в цепи „вход — общая тонка".

На ряде ИС более чувствительными к наличию дефектов в структуре являются входные цепи электрической схемы. Для выявления потенциально ненадежных ИС с дефектами во входных цепях было разработано два способа.

Первый способ основан на том, что измеряется интенсивность шума ИС по цепи „вход - общая точка" на двух значениях тока. Эти значения тока находятся из измерений представительной выборки: первое значение выбирается равным такому значению, когда зависимость интенсивности шума от прямого тока для всех схем близка к прямой, второе значение тока — при начале резкого возрастания значения интенсивности шума (рис. 4). По относительной величине изменения

значений интенсивности шума больше установленной, определяется потенциальная ненадежность схем.

Рис. 4. Зависимость иш от тока по выводам „вход - общая точка" ИС типа

К137ЛЕ2.

На 20 логических ИС типа К137ЛЕ2, выполненных по биполярной технологии, измерялось значение интенсивности шума (иш) по выводам „вход - общая точка". Измерения йш на представительной выборке для ИС данного типа проводили при двух значениях тока: 6 мА и 10 мА. В табл. 3 даны значения йш для 6 и 10 мА и величины относительного изменения йш: Кг-ипио/ишв. Если выбрать критерий для надежных схем К2 < 1,5, то схемы № 2, 20 будут потенциально ненадежными.

и?,,, мВ2 рол

ИС№2 »—ИС№4

0 2 4 6 8 10 12

Ток, мА

Таблица 3

Значение ц^, для ИС типа К137ЛЕ2

№ ИС

Значения Цщ, мВ2, при токе, мА

при токе, мА

6

10

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

13

14

15

16

17

18

19

20

22 34 30 15 21 23

23 21 21 22

24 21 20

25 27 18 17

24 21

25

30 70 37 15 22 34

34 30 25

29

35 28 25

30 33 22 18 32 30 41

1,36 2,06 1,23 1,00

1.05 1,48 1,48 1,43

1.19

1.32 1,46

1.33 1,25

1.20 1,22 1,22

1.06 1,33 1,43 1,64

Экспериментально это подтверждено следующим образом. Испытания схем на безотказность при повышенной температуре и максимально допустимой нагрузке показали, что ИС № 2, 20 имели через 500ч испытаний параметрические отказы.

Данный способ был успешно опробован на ИС типа ОР37 ^аналоговые, выполненные по биполярной технологии), ИС типа ОРА735 (аналоговые, выполненные по МОП технологии) и на ИС типа КР537РУ13 (логические, выполненные по МОП технологии).

Второй способ является способом разделения интегральных схем по надежности для выявления схем с дефектами, имеющих температурную зависимость.

Методом случайной выборки было отобрано 5 интегральных схем типа K137JIE2, у которых измерялась интенсивность шума йш методом прямого измерения по выводам „вход — общая точка" на частоте 1000Гц при прямом токе 6 мА. Измерения проводились без подачи питания при нормальной температуре, при 0 °С и 100 °С. Прямой рабочий ток, проходя по структуре ИС, позволяет регистрировать йш» порожденный дефектами структуры, имеющими температурную зависимость. Для каждой ИС по результатам измерений подсчитали коэффициент F2 по формуле (1).

Для данных схем критерий для надежных ИС будет Р2 < 0,7.

Испытания на безотказность (500 ч, повышенная температура, максимально допустимая нагрузка) подтвердили правильность выбранного критерия.

Данный способ применим и для других типов ИС, так как для расчета коэффициента (формула (1)) берется модуль значений, учитывающий возможность изменения йш с температурой в большую и меньшую сторону. Чем больше изменение шума с температурой, тем ниже надежность ИС.

Данный способ был успешно опробован на ИС типа ОР37 (аналоговые, выполненные по биполярной технологии), ИС типа ОРА735 (аналоговые, выполненные по МОП технологии) и на ИС типа КР537РУ13 (логические, выполненные по МОП технологии).

Способы разделения ИС по надежности на основе измерений показателя формы спектра у.

Для разделения ИС по надежности в данных способах используется показатель формы спектра НЧ шума в цепи питания при Af = const, определяемый из соотношения:

где ими и иш2 - квадрат эффективного значения шума на частотах fj и f2 при при Af = const.

Первый способ основан на измерении значения коэффициента у, характеризующего вид спектра при нормальной температуре.

Методом случайной выборки было отобрано 10 ИС типа КР537РУ13 (статическое ОЗУ, выполненное по технологии КМОП, номинальное напряжение питания по техническим условиям 5 В), у которых измерялось значение коэффициента у по выводам „питание — общая точка" на частотах f,=200nj и Ъ=1000Гц (табл. 4).

Если выбрать критерий для потенциально ненадежных схем у > 1,3, то схемы № 5, 8 будут потенциально ненадежными.

(2)

Значение йш Для ИС типа КР537РУ13

Таблица 4

№ ИС

Значение шума ц?„, мкВУна частотах, Гц

200

ШХГ

-ж

79

42 64

97 67

43

98 56 75

2

3

4

5

6

7

8

9

10

439,9 553,8

203.3

394.5 786

419,7

201.6

833.4

303.5 534,3

ТДб 1,21 0,98

1.13 1,3

1.14 0,96 1,33 1,05 1,22

Можно выделить ИС повышенной надежности со значением у < (схемы № 3, 7). Схемы, имеющие значение у в пределах от 1 до 1,3, будут иметь надежность, соответствующую техническим условиям.

Испытания всех 10 схем на безотказность (500ч, при температуре 100° С) показали, что схемы № 5, 8 имели параметрические отказы. Данный способ был апробирован также на логических схемах, выполненных по биполярной технологии и на аналоговых биполярных и МДП ИС.

Во втором способе для выявления потенциально ненадежных ИС с дефектами, имеющими температурную зависимость, используются значения показателя формы спектра у, измеренные на частотах ^=200 Гц и Г2=1000 Гц, при различных температурах: нормальной, 0 °С и 100 °С. Результаты измерений у на ИС типа ОРА735 (операционный усилитель, выполненный по КМОП технологии) представлены в табл. 5 (значения для Г2=1000 Гц при разных температурах взяты из таблиц 1, 2), где также рассчитаны значения у (среднее значение для трех температур).

Таблица 5

Значение у для ИС типа ОРА735 при трех температурах и его среднее значение

№ ИС Значение у при температуре У

0°С 25°С 100°С

1 0,91 0,90 0,98 0,93

2 0,91 0,89 0,96 0,92

3 0,94 0,93 1,05 0,97

4 0,91 0,90 0,97 0,93

5 0,91 0,89 0,97 0,93

6 0,97 0,96 1,12 1,02

7 0,90 0,88 0,92 0,90

8 0,91 0,89 0,95 0,92

9 0,91 0,90 0,96 0,92

10 0,98 0,96 1,14 1,03

11 0,92 0,90 0,99 0,94

12 0,90 . 0,88 0,93 0,90

Если выбрать по табл. 5 критерий для надежных схем ОРА735 среднее значение у < 0,95, то схемы № 3, 6, 10 будут потенциально ненадеж-

ными. Эти ИС имеют максимальное значение у при всех температурах.

При проведении испытаний на безотказность (500 ч, 85 °С) ИС типа ОРА735 № 3, 6, 10 (табл. 5) имели параметрические отказы.

Таким образом, экспериментально показана перспективность использования шумовых параметров для отбраковки потенциально ненадежных ИС и приведено шесть способов разделения схем по надежности. Диагностика аналоговых и логических ИС, выполненных по биполярной и КМОП технологям, предложенными шестью различными способами показала применимость этих способов для разделения ИС по надежности. Режимы измерений йш и его значение в каждом конкретном случае зависит от схемотехнических особенностей и электрических параметров, заданных техническими условиями.

Способ разбраковки ИС с использованием параметров НЧ шума и термоциклирования.

При разбраковке ИС определяющее значение имеет правильный выбор информативного параметра, так как, например, технологические испытания на стойкость к термоциклированию позволяют отбраковать некачественные схемы по контролю их электрических параметров, но не позволяют диагностировать их будущее поведение при работе. В этом случае целесообразно использовать косвенные методы выявления скрытых дефектов при термоциклировании, среди которых большой интерес представляют методы, связанные с анализом шумовых характеристик ИС.

В качестве примера проведен эксперимент на 12 ИС - операционных усилителей ОРА735 (выполненных по технологии КМОП). Среднеквадратичное напряжение шума и™ измерялось методом прямого измерения по выводам „питание — общая точка" на частоте 1000 Гц после проведения каждого термоцикла (0 - 100°С с выдержкой при каждой температуре 30 минут) при номинальном напряжении питания 8В.

Результаты измерений при составных испытаниях ((контроль уровня НЧ-шума + термоциклирование + контроль уровня НЧ-шума>>, а также значения относительного изменения шума К3 = й?шо-п/йтилч» где й?тощ И ишплч - значения шума до термоциклирования и после 10 термоциклов, когда происходит достаточный больший разброс значений шума ИС в партии по сравнению с исходным значением, представлены в табл. 6.

Таблица 6

Значение йш» мкВ2 в цепи питания ИС типа ОРА735 при термоциклировании

№ ИС Значение иш, мкВ"1 после числа термоциклов ^ _ интгщ ижн.лч

0 2 4 6 8 10

1 2,50 2,55 2,65 2,68 2,82 2,88 1,15

2 2,69 2,97 3,03 3,08 3,24 3,28 1,22

3 2,49 2,58 2,62 2,63 2,80 2,89 1,16

4 2,54 2,70 2,74 2,82 2,88 2,93 1,15

5 2,31 2,37 2,41 2,43 2,48 2,49 1,08

6 2,53 2,70 2,75 2,82 2,91 2,99 1,18

7 2,51 2,66 2,72 2,77 2,84 2,86 1,14

8 3,13 3,31 3,59 3,76 3,86 3,88 1,24

9 2,71 2,93 3,04 3,06 3,12 3,16 1,16

10 2,41 2,52 2,57 2,65 2,69 2,72 1,13

11 2,61 2,80 2,91 2,99 3,02 3,06 1,17

12 2,53 2,65 2,74 2,79 2,84 2,91 1,15

Установив коэффициент К3 < 1,2 для надежных ИС, по табл. 6 можно сказать, что схемы № 2, 8 будут потенциально ненадежными.

Для проверки данного вывода все ИС были подвергнуты 200 термоциклам. Схемы № 2, 8 показали снижение электрического параметра — частоты единичного усиления — ниже нормы, установленной техническими условиями, а значение тока покоя в цепи питания у данных схем увеличилось в 2 — 3 раза, в то время как у остальных схем осталось практически без изменений.

Таким образом, предложенная методика может быть направлена на повышение достоверности результатов отбраковки потенциально ненадежных ИС с использованием термоциклирования. Введен коэффициент отбраковки на основе шумового параметра, позволяющий судить о потенциальной надежности ИС.

Данный способ был успешно опробован на ИС типа ОР37 (аналоговые, выполненные по биполярной технологии), ИС типа К137ЛЕ2 (логические, выполненные по биполярной технологии) и на ИС типа КР537РУ13 (логические, выполненные по МОП технологии).

В четвертой главе приведены разработанные способы диагностического контроля надежности логических и аналоговых ИС, выполненных по биполярной и КМОП технологям, с использованием шумов и воздействия электростатических разрядов.

Известны методы испытаний с использованием разрядов малого потенциала, одноразовое воздействие которого не приводит к отказу ППИ, но может вызвать изменение информативного параметра, по которому партия схем разделяется на две с различной стойкостью к электростатическим разрядам. При использовании шумовых параметров можно повысить эффективность испытаний, так как шум связан с процессами деградации в ППИ.

Для эксперимента методом случайной выборки было отобрано по 12 ИС — операционных усилителей типа ОР37 (выполненных по биполярной технологии) и ОРА735 (выполненных по технологии КМОП). Среднеквадратичное напряжение шума и?» измерялось по выводам „питание — общая точка" на частоте 1000 Гц.

Напряжение электростатического разряда подбирается таким образом, чтобы не происходило изменений основных параметров за пределы технических условий, поэтому в эксперименте применяется допустимый потенциал, или потенциал ЭСР, не превышающий половины опасного, т.е. 2000В для ОР37 и 1000В для ОРА735 соответственно. Воздействие ЭСР проводится по модели тела человека. Температура отжига - 100 °С, время отжига — 4 ч. Режим отжига выбран так, чтобы происходило наиболее полное восстановление информативного параметра. На основе результатов измерений вычислялись безразмерные величины относительного изменения к = (и?,,.ш*-и?и.,м)/(и?п.-»-и?п.11лч)» где и™, йш.-кт, и?„.о« - значения интенсивности шумов до, после воздействия ЭСР и после 4 часов отжига.

Способ разделения ИС по надежности с использованием измерения шума по выводам „питание — общая точка" и воздействия ЭСР на вход ИС.

Данный способ разделения интегральных схем основан на зависимости значения интенсивности шума на частоте 1000 Гц в цепи питания, измеренного при номинальном напряжении питания, от воздействия ЭСР на вход ИС, имеющий наибольшую чувствительность, и последующего термического отжига (табл. 7).

Таблица 7

Значение шумов ИС ОРА735 при воздействии ЭСР и последующего отжига

Оцлиаимл *

№ ИС

Значения иш, мкВ

нач.

после ЭСР

после 1ч отжига

после 2ч отжига

после Зч отжига

после 4ч отжига

К4 = <% (и,п

. -ий

» — и ¡и нлч )

"ОДГ 0,40 0,31

о

0,35 0,25 0,41 0,10 о 0,22 0 0,24

1 2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

ЗД)7

3.25 2,77 2,64 3,10 2,62 3,42 3,00 2,68

3.26 3,08 2,98

5,00 5,18 4,53 4,66 4,64 4,34 5,34 4,73 4,56 4,92 5,08 4,83

3,92 4,49

3.64 2,85

3.90 3,31 4,61

3.65 2,92

3.91 3,47 4,00

3^3 4,16 3,39

2.69

3.70 3,12 4,33 3,27 2,78 3,68 3,16 3,51

3,47 4,04 3,33 2,64 3,64 3,08 4,23 3,18 2,70 3,64 3,12 3,45

3,47 4,01 3,32 2,65 3,64 3,06 4,22 3,17 2,68 3,63 3,08 3,43

Из расчетных данных величины Кд в табл. 7, характеризующих надежность ИС, можно сделать вывод, что у ИС № 4, 9, 11 значение йш более стабильно и коэффициент К4 = 0, и они будут иметь повышенную надежность при эксплуатации. Потенциально ненадежными будут схемы № 2, 7, у которых коэффициент К4 > 0,4.

Данный способ был апробирован также на аналоговых схемах, выполненных по биполярной технологии и на логических биполярных и МДП ИС.

Способ разделения ИС по надежности с использованием напряжения шума и воздействия ЭСР по выводам „питание — общая точка".

В основу данного способа положена зависимость значения интенсивности шума на частоте 1000 Гц от воздействия ЭСР на выводы ИС „питание — общая точка" (т.е. воздействия на все электрические цепи ИС) и последующего отжига. Для каждой из 12 ИС типа ОР37 при напряжении питания 15 В рассчитаны значения величин К, характеризующих надежность ИС.

Из данных эксперимента было установлено, что у ИС №1,6 значение йш более стабильно при внешних воздействиях, а коэффициент К5 = 0, и они будут иметь повышенную надежность при эксплуатации.

ИС, у которых К5 > 0,2 (№ 4, 11), будут потенциально ненадежными.

При проведении испытаний на безотказность (500 ч, 85 °С) ИС типа ОРА735 схемы № 2, 7 (по первому способу) и ОР37 схемы № 4, 11 (по второму способу) имели параметрические отказы.

Данный способ был апробирован также на аналоговых схемах, выполненных по МОП технологии и на логических биполярных и МОП ИС.

Способ разделения ИС по надежности, основанный на измерении шума по выводам „вход — общая точка " с воздействием ЭСР на вход ИС.

Для эксперимента на биполярных логических схемах было отобрано методом случайной^ выборки 12 ИС типа К137ЛЕ2. Среднеквадратичное напряжение шума йш измерялось методом прямого измерения на частоте 1000 Гц. Ширина полосы измерения частот равна АГ = 200 Гц. Измерения шума поводились на выводах „вход — общая точка" при прямом токе 6мА, задаваемом от внешнего источника тока без подачи питания на ИС. Напряжение электростатического разряда, как и в предыдущих спосо-

бах, подбирается таким образом, чтобы не происходило изменений основных параметров за пределы технических условий, поэтому в эксперименте применяется допустимый потенциал 500 В для К137ЛЕ2. Воздействие ЭСР проводится по модели тела человека. Температура отжига - 100 "С, время отжига — 5 ч., которое выбрано на основе предварительного эксперимента, чтобы происходило более полное восстановление информативного параметра. По результатам измерений вычислялись величины относительного изменения к6 = (иш„1ж-иш.1,дч)/(и?11,сР-ишнлч>. гДе й?,,.,™, и?,™, йшогж - значение интенсивности шумов до, после воздействия ЭСР и после 5 часов отжига (табл. 8).

_ Из данных табл. 8 можно сделать вывод, что у ИС № 3, 8 значение йш более стабильно, и они будут более надежными при эксплуатации. ИС, значение коэффициента которых К6 > 0,4, будут потенциально ненадежными (ИС № 1,5).

Данный способ был апробирован также на логических схемах, выполненных по МОП технологии, и на аналоговых биполярных и МДП ИС.Таким образом данные три способа позволяют разделять партию ИС на три под-партии: более надежные, соответствующие надежности по ТУ и потенциально ненадежные.

На наш взгляд, первый способ применим для тщательной отбраковки по надежности ИС средней степени интеграции с дефектами во входных цепях, для БИС более достоверными будут данные, полученные третьим способом. Второй способ применим для диагностического контроля надежности ИС средней степени интеграции.

Таблица 8

Значение шумов в цепи питания интегральных схем К137ЛЕ2 при воздействии ЭСР и последующего отжига _

№ ИС

Значения иш» мВ ,

нач.

после ЭСР

после 1ч отжига

после 2 ч отжига

после Зч отжига

после 4ч отжига

после 5 ч отжига

(и„

(1Ь

1 2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

31,20 26,08 21,00 24,40 29,20 25,00 26,25 20,00 26,08 22,75 25,60 23,67

52,10 40,00 27,00 35,84 51,13 36,56 40,60 28,73 38,00 41,50 39,25 36,92

45,80 33,10 23,40 26,90 42,60 30,00 33,30 22,50 32,10 28,60 31,60 30,20

43,60 31,30 21,90 26,50 42,30 29,20 32,30 20,80 30,10 27,90 30,90 28,80

42,60 30,70 22,00 26,10 40,80 28,40 32,20 21,00 29,50 27,10 29,80 27,20

41,40 30,60 21,30 25,80 39,40 28,00 30,90 20,20 29,70 27,20 29,20 27,50

41,29 30,26 21,00 25,70 39,00 26,93 30,84 20,00 29,41 26,50 29,39 27,80

0,48

0,30

о 0,11 0,45 0,17 0,32 0 0,28 0,20 0,28 0,31

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В настоящей диссертации изложена научно-техническая разработка, обеспечивающая решение важной прикладной задачи — замены длительных и дорогостоящих отбраковочных испытаний новыми диагностическими методами контроля качества и надежности партий ИС, основанными на измерении собственных шумов как при производстве, так и на входном

контроле у изготовителей радиоэлектронной аппаратуры. В работе рассмотрены НЧ шумы логических и аналоговых ИС, выполненных по биполярной и МОП технологиям.

В диссертации получены следующие научно-технические результаты:

1. Разработана установка для разбраковки ППИ по ампер-шумовым характеристикам. На принцип, положенный в основу установки, получен патент на изобретение № 2263326, опуб. 27.10.2005.

2. Разработана установка для автоматического измерения показателя формы спектра НЧ шума у. На принцип, положенный в основу установки, подана заявка на изобретение.

3.По результатам составных испытаний „контроль уровня НЧ шума + термоциклирование + контроль уровня НЧ шума" разработан способ выявления потенциально ненадежных ППИ в партии и подана заявка на изобретение.

4. Исследование зависимости уровня НЧ шума и показателя формы спектра у аналоговых и логических ИС, выполненных по биполярной и КМОП технологии, от разных режимов работы позволило разработать новые способы разделения партий схем по надежности. На способы поданы 6 заявок на изобретения и уже получен один патент (№ 2278392, опуб. 20.06.2006).

5. Разработан способ неразрушающего контроля устойчивости к вторичному пробою мощных МДП-транзисторов, на который подана заявка на изобретение.

6. На основе исследования интенсивности шума до и после воздействия ЭСР и последующего отжига предложены три новых способа разделения ИС по надежности. Данные способы позволяют не только отбраковывать потенциально ненадежные ИС, но и выделить группу ИС повышенной надежности.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Методы диагностики полупроводниковых изделий с использованием электростатических разрядов / М.И. Горлов, В.А. Емельянов, И.И. Рубцевич, Д.Ю. Смирнов // Микроэлектроника. 2005. Т. 34. № 3. С. 27 - 36.

2. Использование уровня шумов для контроля полупроводниковых изделий той термоциклировании / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Ю.Е. Се-гал, A.B. Емельянов // Известия вузов. Электроника. 2005. № 6. С. 89 — 92.

3. Горлов М.И. Разделение интегральных схем по надежности с использованием 1/f — шума / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Д.Л. Ануфриев // Известия вузов. Электроника. 2006. № 1. С. 84 — 89.

4. Горлов М.И. Разделение интегральных схем по надежности с использованием шумовых параметров /М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Д.Л. Ануфриев // Техника машиностроения. 2006. № 1. С. 17-22.

5. Горлов М.И. Прогнозирование деградации транзисторов с использованием методов теории и анализа временных рядов / М.И. Горлов, A.B. Строгонов, Д.Ю. Смирнов // Микроэлектроника. 2006. Т. 35. № 3. С. 259 - 267.

Патенты на изобретения

6. Пат. 2234104 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26, HOIR 21/66. Способ определения потенциально нестабильных полупроводниковых приборов / М.И. Горлов, А.П. Жарких, A.B. Емельянов, Д.Ю. Смирнов; № 2003105569/28; заявл. 26.02.2003; опубл. 10.08.2004; бюл. № 22. 4 с.

7. Пат. 2242018 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26. Способ разделения биполярных транзисторов по стабильности обратных токов / М.И. Горлов, A.B. Андреев, A.B. Емельянов, Д.А. Литвиненко, Д.Ю. Смирнов; № 2003111056/28; заявл. 17.04.2003; опубл. 10.12.2004; бюл. № 34. 3 с.

8. Пат. 2258234 Российская Федерация, МПК7 G01R 31/26. Способ разделения полупроводниковых приборов по надежности / М.И. Горлов, А.П. Жарких, И.А. Шишкин, Д.Ю. Смирнов; № 2004120025/28; заявл. 30.06.2004; опубл. 10.08.2005; бюл. № 22. 3 с.

9. Пат. 2263326 Российская Федерация, МПК G01R 31/26. Устройство для разбраковки полупроводниковых изделий по ампер-шумовым характеристикам / М.И. Горлов, А.П. Жарких, Д.Ю. Смирнов; № 2004105669/28; заявл. 25.02.2004; опубл. 27.10.2005; бюл. № 30. 6 с.

10. Пат. 2278392 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26. Способ разделения интегральных схем / М.И. Горлов, И.И. Рубцевич, Д.Ю. Смирнов; № 2005105366/28; заявл. 24.02.2005; опубл. 210.02.2006; бюл. № 17.3 с.

Статьи и материалы конференций

11. Горлов М.И. Влияние электростатических разрядов на электрические параметры ИС типа КА1034НРЗ / М.И. Горлов, Е.П. Николаева, Д.Ю. Смирнов // Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах : материалы докл. науч.-техн. семинара. М., 2003. С. 160 - 161.

12. Использование шумовых параметров и воздействия электростатических разрядов для разделения полупроводниковых приборов по надежности / М.И. Горлов, А.П. Жарких, И.А. Шишкин, Д.Ю. Смирнов // Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах : материалы докл. науч.-техн. семинара. М., 2004. С. 14—15.

13. Петров Б.К. Расчет термических эффектов при воздействии ЭСР на биполярные транзисторы / Б.К. Петров, М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов // Радиолокация, навигация, связь : материалы докл. науч.-техн. конференции. Воронеж, 2004. С. 665-672.

14. Смирнов Д.Ю. Влияние электростатических воздействий на интегральные схемы типа KA1034HP3 / Д.Ю. Смирнов, М.И. Горлов // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика : материалы докл. науч.-техн. конференции. М., 2004. С. 243.

15. Горлов М.И. Возможность отбраковки полупроводниковых приборов по уровню низкочастотного шума / М.И. Горлов, В.А. Емельянов, Д.Ю. Смирнов // Компоненты и технологии. 2005. № 8. С. 198 - 201.

16. Смирнов Д.Ю. Разделение интегральных схем по надежности с использованием низкочастотного шума / Д.Ю. Смирнов // Микроэлектроника и информатика — 2006 : материалы докл. науч.-техн. конференции. М., 2006. С. 110.

17. Горлов М.И. Устройство для измерения параметра низкочастотного шума у / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, H.H. Козьяков // Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах : материалы докл. науч.-техн. семинара. М., 2006. С. 65 - 67.

пробою / М.И. Горлов, Д.Л. Ануфриев, Д.Ю. Смирнов, Е.П. Николаева // Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах : материалы докл. науч.-техн. семинара. М., 2006. С.68 - 71

Подписано в печать 07. 11. 2006 Формат 60x84. Бумага для множительных аппаратов. Усл.печ. л 1,0. Тираж 90 экз. Зак. № 45"*/

ГОУВПО "Воронежский государственный технический университет" 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14

Общая характеристика работы

Глава 1. СОБСТВЕННЫЕ ШУМЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ.

1.1. Виды шумов.

1.2. Физические модели возникновения низкочастотных шумов.

1.3. Шумы полупроводниковых изделий.

1.3.1. Шумы интегральных резисторов.

1.3.2. Шумы интегральных диодов.

1.3.3. Шумы биполярных транзисторов.

1.3.4. Шумы МДП транзисторов.

1.3.5. Влияние конструктивно-технологических факторов на уровень НЧ шума.

1.3.6. Влияние внешних дестабилизирующих факторов на значение НЧ шума ИС.

1.4. Возможности НЧ шума как прогнозирующего параметра надежности полупроводниковых изделий.

Выводы к главе 1.

Глава 2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НИЗКОЧАСТОТНОГО ШУМА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ.

2.1. Установка для измерения низкочастотного шума.

2.2. Устройство для измерения коэффициента у.

2.3. Устройство для разбраковки полупроводниковых изделий по ампер- шумовым характеристикам.

2.4. Установка для имитации воздействия электростатических разрядов.

Выводы к главе 2.

Глава 3. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНО НЕНАДЕЖНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ ПО ПАРАМЕТРАМ НИЗКОЧАСТОТНОГО

ШУМА.

3.1. Разделение аналоговых ИС по надежности с использованием

НЧ шума.

3.2 . Разделение цифровых ИС по надежности с использованием НЧ шума.

3.3. Разделение ИС по надежности с использованием НЧ шума и термоциклирования.

3.4. Использование коэффициента а для диагностики ППИ.

Выводы к главе 3.

Глава 4. ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ НАДЕЖНОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ШУМОВ И ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ.

4.1. Разделение аналоговых ИС по надежности с использованием

НЧ шума и ЭСР.

4.2. Разделение цифровых ИС по надежности с использованием

НЧ шума и ЭСР.

Выводы к главе 4.

Актуальность темы Совершенствование современных электронных устройств, содержащих сотни интегральных схем (ИС), невозможно без увеличения их надежности. К качеству и надежности ИС предъявляются очень высокие требования независимо от того, в какой радиоэлектронной аппаратуре (РЭА) они будут применены: для комплектации ракет, авиационных объектов, атомных электростанций или сотовой связи и бытовой техники. Подсчитано, что при доле дефектности партий ИС в пределах 0,01%, то есть одна дефектная схема на 10000 или 100 дефектных на 1 млн. схем, процент отказов печатных плат, на которых смонтировано по 100 ИС, составит 1 %. При дефектности партий ИС в пределах одного процента выход годных печатных плат составит 63,4%, то есть процент дефектных плат будет равен 36,6 [1]. По этой причине среди множества проблем современной полупроводниковой электроники особое место занимает проблема качества и надежности выпускаемых изделий. На производстве в странах с развитой электронной промышленностью (США, Япония и др.) затрачиваются огромные средства на обеспечение повышенного качества и надежности готовых изделий [2].

Современные технологические процессы изготовления ИС очень сложны. Анализ процессов показывает, что они проводятся при температурах, изменяющихся в диапазоне от -100°С (криогенное травление) до +1100°С (окисление, диффузия, отжиг после ионной имплантации и др.), при давлении от атмосферного до 10" мм рт.ст. Столь широкие диапазоны вызваны необходимостью проведения с исходными материалами различных физических и химических процессов для получения необходимых технических характеристик ИС [3]. Известно, что на ряде технологических операциях возникают внутренние механические напряжения, изменяется структура и подвижность внутренних микродефектов, а также образуются макродефекты, наличие которых резко ухудшает надежностные характеристики ИС [1].

Исследование принципиальных основ обеспечения качества и надежности больших интегральных схем (БИС) показывает, что катастрофические причины отказов БИС и ИС малой и средней степени интеграции имеют одинаковый характер. Это дефекты кристалла (неоднородности, включения в кристалл, дефекты диффузии), утонения металлизации на ступеньках окисла, дефекты оксидного слоя, некачественная приварка проводников к контактным площадкам на кристалле и на траверсах, негерметичность и др. По сравнению с ИС малой и средней степени интеграции элементы БИС имеют меньшие размеры и расположены более плотно, поэтому БИС более чувствительны к деградационным процессам, дефектам кристалла и оксидного слоя. По этим причинам в каждой выпускаемой партии приборов, полностью соответствующей по качеству требованиям нормативно-технической документации, то есть техническим условиям (ТУ) и конструкторской документации (КД), имеются схемы, различающиеся по надежности на два и более порядка, то есть присутствуют схемы со скрытыми дефектами, которые могут отказать как в период приработки, так и в период нормальной работы, и схемы, которые обладают повышенной по сравнению с основной массой схем надежностью. Для устранения из партии потенциально ненадежных ИС проводятся сплошные отбраковочные испытания, включающие испытания при повышенной и пониженной температурах, термоциклирование, электротермотренировку (ЭТТ) и т.п.

Одной из целей производства является нахождение такого метода отбраковки полупроводниковых изделий (ППИ) в процессе их изготовления, который позволял бы, во-первых, отбраковывать потенциально ненадежные изделия, т.е. такие изделия, которые соответствуют на момент проверки всем техническим требованиям на них, но, будучи установленными в аппаратуру, через какое-то время, меньше установленного в технических условиях времени гарантийной работы, отказали. Во-вторых, заменить длительные и дорогостоящие отбраковочные испытания, в первую очередь электротермотренировку (ЭТТ), на диагностические методы контроля, которые были бы не менее эффективными, но менее трудоемкими [4].

В последние десятилетия большое применение получили неразрушающие методы диагностики надежности различных ППИ на основе измерений их низкочастотных (НЧ) шумов [5, 6, 7]. Под неразрушающими методами диагностики обычно понимают методы, которые, не изменяя качества, параметров и характеристик изделия, позволяют по косвенным признакам обнаруживать потенциально ненадежные изделия. Неразрушаю-щий контроль имеет множество преимуществ по сравнению с другими видами контроля и может непосредственно вводиться в технологические процессы производства и испытаний ИС.

В процессе производства зачастую возникает необходимость не только отбраковки потенциально ненадежных ИС, но и выделения из партии группы схем с повышенным уровнем надежности.

Поэтому считаем, что разработка новых диагностических методов с использованием НЧ шумов с целью применения их для отбраковки потенциально ненадежных ИС с высокой достоверностью, что позволило бы внедрить их в производство вместо ЭТТ, с одновременной возможностью диагностического выделения из партии ИС группы схем, имеющих повышенный уровень надежности, является в настоящее время весьма актуальным.

Работа выполнялась по теме ГБ2004-34 "Исследование полупроводниковых материалов, приборов и технологии их изготовления" раздела "Исследование надежности полупроводниковых изделий".

Цели и задачи работы

Целью настоящей диссертации является разработка новых диагностических способов отбраковки потенциально ненадежных логических и аналоговых ИС, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, на основе измерения параметров НЧ шумов способных заменять дорогостоящие и длительные отбраковочные испытания как при их производстве, так и на входном контроле предприятий - изготовителей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), а также выделять из партии ИС группу высоконадежных схем. Для достижения этой цели в работе поставлены следующие задачи:

1. Спроектировать и разработать установки для измерения параметров НЧ шумов полупроводниковых изделий и для имитации воздействия электростатических разрядов.

2. Разработать новые способы диагностирования потенциально ненадежных ИС, основанные на измерении параметров НЧ шума.

3. Разработать способы диагностирования потенциально ненадежных ИС и выделения группы ИС повышенной надежности с использованием измерения параметров НЧ шумов до и после воздействия электростатических разрядов (ЭСР).

Научная новизна работы

В работе получены следующие новые научные и технические результаты:

1. На основе измерения НЧ шумов логических и аналоговых ИС, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, разработаны новые диагностические методы:

- два способа разделения ИС по надежности на основе измерения шума в цепи „питание - общая точка" при различных напряжениях питания и различных температурах;

- два способа разделения ИС по надежности, основанных на измерении шума в цепи „вход - общая точка" при различных напряжениях питания и различных температурах;

- два способа разделения ИС по надежности, на основе измерения показателя формы спектра НЧ шума у;

- способ разбраковки ИС с использованием НЧ шума и термоциклирования;

2. На основе измерения НЧ шумов до и после воздействии ЭСР и последующего отжига логических и аналоговых ИС, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, разработаны следующие диагностические методы:

- способ разделения ИС по надежности, основанный на измерении шума по выводам „питание - общая точка" с воздействием ЭСР на вход ИС;

- способ разделения ИС по надежности, основанный на измерении шума по выводам „питание - общая точка" с воздействием ЭСР в цепи питания ИС;

- способ разделения ИС по надежности, основанный на измерении шума по выводам „вход - общая точка" с воздействием ЭСР на вход ИС;

Реализация результатов работы, практическая ценность

1. Разработано устройство для разбраковки полупроводниковых изделий по ампер-шумовым характеристикам. На данное устройство получен патент № 2263326, опубл. 27.10.2005.

2. Разработано устройство для измерения показателя формы спектра НЧ шума у. На принцип, положенный в основу, подана заявка на изобретение.

3. Разработаны способы разделения полупроводниковых приборов по надежности и способ определения потенциально нестабильных полупроводниковых приборов. Получены патенты: №2258234, опубл. 10.08.2005; №2242018, опубл. 10.12.2004; №2234104, опубл. 10.08.2004.

4. На основе измерения интенсивности шума при двух значениях прямого тока разработан способ, позволяющий отбраковать потенциально ненадежные ИС. На данный способ получен патент на изобретение №2278392, опубл. 20.06.2006.

5. Разработан способ разбраковки ППИ по сравнению значений интенсивности шумов до и после термоциклирования. На данный способ подана заявка на изобретение.

6. Разработаны три новых способа разделения ИС по надежности с использованием напряжения шума при номинальном и критическом напряжениях питания, а также с использованием входных прямых рабочих токов, измеренных при разных температурах. На способы поданы заявки на изобретения.

7. Разработаны два способа разделения ИС с использованием напряжения шума и показателя формы спектра у при трех различных температурах. На разработанные способы поданы заявки на изобретения.

8. Разработаны три новых способа диагностического контроля надежности ИС с измерением напряжения шума по выводам „питание - общая точка" и „вход - общая точка" до и после воздействия ЭСР и последующего термического отжига.

Достоверность разработанных новых способов диагностирования подтверждена последующими испытаниями на безотказность в течение 500ч.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Принцип работы устройства для разбраковки полупроводниковых изделий по ампер-шумовым характеристикам и устройства для измерения показателя формы спектра у.

2. Два способа разделения ИС по надежности, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, основанных на измерении напряжения шума в цепи „питание - общая точка".

3. Два способа разделения ИС по надежности, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, с использованием напряжения шума, измеренного в цепи „вход - общая точка".

4. Два способа разделения ИС по надежности, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, на основе измерений показателя формы спектра НЧ шума у при разных температурах.

5. Способ разделения ИС по надежности, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, с использованием НЧ шума и термоциклирования.

6. Три способа разделения ИС по надежности, изготовленных по биполярной и МДП технологиям, с использованием напряжения шума до и после воздействии ЭСР и последующего отжига.

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на: международных научно-технических семинарах "Шумовые и деградацион-ные процессы в полупроводниковых приборах " (Москва, 2002; 2003; 2005 гг.); десятой международной научно - технической конференции „Радиолокация, навигация, связь" (13-15 апреля. Воронеж. 2004); десятой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов „Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (2-3 марта Москва. 2004); тринадцатой всероссийской межвузовской научно-технической конференции „Микроэлектроника и информатика - 2006" (19-21 апреля Зеленоград. 2006); научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов ВГТУ (Воронеж, 2003 - 2006 гг.).

Публикации

Основные результаты работы изложены в 18 публикациях, в том числе в 5 работах, опубликованных в реферируемых журналах, и 5 патентах РФ.

В совместных работах автору принадлежит проведение экспериментов и измерение параметров НЧ шума при различных внешних воздействиях, анализ и обобщение результатов, разработка и оформление заявок на патенты.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 125 страниц текста, включая 59 рисунков, 17 таблиц и список литературы из 102 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

В настоящей диссертации изложена научно-техническая разработка, обеспечивающая решение важной прикладной задачи - замене длительных и дорогостоящих отбраковочных испытаний новыми диагностическими методами контроля качества и надежности партий ИС, основанными на измерении собственных шумов, как при производстве, так и на входном контроле у изготовителей радиоэлектронной аппаратуры. В работе рассмотрены НЧ шумы логических и аналоговых ИС, выполненных по биполярной и МОП технологиям.

В диссертации получены следующие научно - технические результаты:

1. Разработана установка для разбраковки ППИ по ампер - шумовым характеристикам. На принцип, положенный в основу установки, получен патент на изобретение №2263326, опуб. 27.10.2005.

2. Разработана установка для автоматического измерения показателя формы спектра НЧ шума у. На принцип, положенный в основу установки, подана заявка на изобретение.

3. По результатам составных испытаний „контроль уровня НЧ шума + термоциклирование + контроль уровня НЧ шума" разработан способ выявления потенциально ненадежных ППИ в партии и подана заявка на изобретение.

4. Исследование зависимости уровня НЧ шума и показателя формы спектра у аналоговых и цифровых ИС, выполненных по биполярной и КМОП технологии, от разных режимов работы позволило разработать новые способы разделения партий схем по надежности. На способы поданы 6 заявок на изобретения и уже получен один патент (№2278392, опуб. 20.06.2006).

5. Разработан способ неразрушающего контроля устойчивости к вторичному пробою мощных МДП-транзисторов, на который подана заявка на изобретение.

6. На основе исследования интенсивности шума до и после воздействия ЭСР и последующего отжига предложены три новых способа разделения ИС по надежности. Данные способы позволяют не только отбраковывать потенциально ненадежные ИС, но и выделить группу ИС повышенной надежности.

114

1. Горлов М.И., Ануфриев Л.П., Бордюжа О.Л. Обеспечение и повышение надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем в процессе серийного производства.- Мн.:Из-во "Интеграл", 1997.-390 с.

2. Горлов М.И., Королев С.Ю., Бордюжа О.Л. Повышение надежности интегральных микросхем в процессе серийного производства // Матер, докл. науч.-техн. сем. "Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах". М.: 1996. С. 250-260.

3. Rubloff G.W. Integrated processing for microelectronics science and technology // J. Research and Develop. 1992. №2. P. 233-276.

4. Горлов М.И., Емельянов B.A., Адамян А.Г. Диагностические методы контроля и прогнозирующей оценки надежности полупроводниковых изделий. Минск. Бел. навука 2003. - 96 с.

5. Touboul A., Verdier F., Herrve Y. // Proc. Int. Conf. "Noise in Physical Systems and 1/f Fluctuations" / Eds T. Musha, S. Sato, M. Yamamoto. Kyoto, Japan, 1991. P. 73.

6. ZhigaPskii G.P., Gal'chenko V.R. // Proc. 17th Int. Conf. "Noise and Fluctuation" / Ed. J. Sikula. Brno University of Technology, 2003. P. 749.

7. Жарких А.П. Диагностические методы оценки качества и надежности полупроводниковых приборов с использованием низкочастотного шума: Автореф. диссерт. на соиск. степ, к.т.н. / ВГТУ. Воронеж, 2005. 16 С.

8. Чернышев А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем. М.: Радио и связь, 1988. С. 180 - 184.

9. Ван дер Зил А. Шум (источники, описание, измерение) Пер. с англ. Под ред. А. К. Нарышкина. М.: „Сов. радио", 1973. 228 с.

10. Исследование и разработка методов неразрушающего контроля качества и метод их анализа отказов изделий микроэлектроники /

11. Отчет о НИР РТ 359. Ленинград, 1984. Per. № 01840010239. Науч. руков. Ю.С. Карпов (Северо - западный заочный политехнический институт).

12. Гунта М.С. Тепловой шум в нелинейных резистивных приборах и его эквивалентное схемное представление // ТИИЭР. 1982. Т.70 № 8. С. 5 -23.

13. Жигальский Г.П. Неразрушающий контроль качества и предсказание надежности интегральных микросхем по электрическим шумам и параметрам надежности // Радиотехника и электроника. 2005. №5. С. 1 -35.

14. Пряников B.C. Прогнозирование отказов полупроводниковых приборов. М.: Энергия. 1978 - 324 с.

15. Коган Ш. М. Низкочастотный токовый шум со спектром типа 1/f в твердых телах // Успехи физических наук. 1985. т. 145. Вып. 2. С. 285 -328.

16. Врачев А.С. Низкочастотный шум свойство диссипативных систем // Мат. докл. научн. - техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1995 С. 43 - 56.

17. Jonson J.B. The Shottky effect in low frequency circuit // Phys. Rev. 1925. V.26. P. 71-85.

18. Гуляев A.M., Кукуев И.В., Мирошникова И.Н. Фликкер эффект фликкер шума // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах М.: 2001. С. 21 -31.

19. Холомина Т.А. Модели формирования НЧ шума в полупроводниковых приборах и определение парметров глубоких центров на их основе // Мат. докл. научн. - техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 2000. С. 25 - 29.

20. Sholz. F., Hwang J.M., Schroder D.K. Low fequency noise and DLTS as semiconductor device characterization tools // Sholid. State Electron. 1988. №6 P.205 -218.

21. Hendrices E.A., Zijstra J.J. 1/f noise in (100) n channel Si - MOSFEETs from T = 4,2K to T=295K // Sholid. State Electron. 1988. №31. №6. P. 1105 -1111.

22. Орешкин П.Т., Денисов A.JI., Кордюков С.И. Низкочастотные шумы диодов Шоттки // Радиотехника и электроника. 1985. Т. XXX. Вып 7. С. 1449- 1450.

23. Pellegrini В. On mobility Auction origin of 1/f noise // Solid. State Electron. 1986, №12. P.1279- 1287.

24. Hsu S.T. Low frequency excess noise in metal - silicon Schottky barrier diodes // IEEE Trans. Electron Devices. 1970. №17. P. 496 - 506.

25. Лукьянчикова Н.Б. Флуктуационные явления в полупроводниках и полупроводниковых приборах. М.: Радио и связь. 1990. 295 с.

26. Холомина Т.А. Обобщенная активационно дрейфовая модель формирования низкочастотного шума // Сб. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах". М.: 1999. С. 76-81.

27. Ambrozy A., Variance of 1/f noice // Solid. State Electron. 1988, №9. P.1391 1396.

28. Schiebel R.A. a model for 1/f noise of diffusion current based on surface recombination velocity and insulator trapping // IEEE Trans. Electron Devices. 1994. №5. P. 768 778.

29. Starikov E., Shiktorov P., Grusinsky V. et // Appl. Phys. Lett. 1995. №18. P.2361 -2363.

30. Chen X.Y., Leys M.R. Study of 1/f noise in InP grown by CBE // Solid -State Electron. 1996, №8. P. 1149 1153.

31. Lauritzen P.O. Noise due to generation and recombination of carriers in p-n junction transition regions // IEEE Trans. Electron. Devices. 1966. №10. P. 770-771.

32. Van Vliet K.M. Noise and adminitanse of the generation recombination current involving SRH centers in the spase - charge region of junction devices // IEEE Trans. Electron. Devices. 1976. №11. P. 1236 - 1246.

33. Нарышкин A.K. Врачев A.C. Теория низкочастотных шумов M.: Энергия. 1972.- 153 с.

34. Орешкин П.Т., Холомина Т.А., Кордюков С.И. Волны объемного заряда и низкочастотный шум в барьерных слоях // В сб. „Физика полупроводников и микроэлектроника". Рязань, 1995. С. 13 24.

35. Тимащев С.Ф. Принципы фликкер шумовой спектроскопии // Мат. докл. научн. - техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах М.: 1995 С. 5 - 19.

36. Тимащев С.Ф. Что такое фликкер шум в электровакуумных системах? // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1999. С. 239 - 260.

37. Мак Уортер. Шум 1 /f- типа и свойства поверхности - В кн.: „Физика поверхности полупроводников". М.: Изд - во иностр. лит., 1959. 157с.

38. Hooge F.N. 1/f noise is no surface effect // Phys. Lett. A. 1969. №29. P. 139-140.

39. Жигальский Г.П. Избыточные шумы в структурах металл - диэлектрик - полупроводник // Радиотехника и электроника. 1999. № 12. С. 1413- 1430.

40. Потемкин В.В. XIII Международная конференция по шумам. Паланга, май июнь 1995 // Мат. докл. научн. - техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1996. С. 5-17.

41. Врачев А.С. О связи низкочастотного шума с устойчивостью неравновесных структур // Известия вузов. Радиофизика. 1989. № 7. С. 885-890.

42. Потемкин В.В., Степанов А.В. Шумы в физических системах и 1/f флуктуации. Обзор материалов 15-й международной конференции // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 2000. С. 5 - 15.

43. Леонтьев Г.Е. Характеристики объемного и поверхностного 1/f шума в биполярных транзисторах // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1996. С. 72-76.

44. Леонтьев Г.Е. Импульсный шум в биполярных транзисторах // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1998. С. 45 - 49.

45. Врачев А.С. Синтез сигнала со спектром 1/f типа на основании механической модели износа // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах М.: 1997. С. 114 - 121.

46. Чернов А.А., Крутяков Л.Н. Шумы интегральных резисторов // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 2000. С. 142 - 145.

47. Леонтьев Г.Е. Шумы в р-п-переходах и биполярных транзисторах, сформированных на кремниевых пластинах, имеющих свирлиевые дефекты // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах М.: 1995. С. 89 - 94.

48. Леонтьев Г.Е. Экспериментальное исследование рекомбинационного шума в легированных золотом кремниевых р-п-переходах // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 2001. С. 60 - 63.

49. Чернов А.А., Крутиков JI.H. Шумы интегральных диодов // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 2001. С. 116-121.

50. Леонтьев Г.Е. 1/f шум в биполярных транзисторах // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1999. С. 18-25.

51. A. Van der Ziel. Proposed discrimination between 1/f noise source in transistors // Sol. State Electron. 1982. №2. P. 141.

52. Леонтьев Г.Е., Армонавичюс В.П. 1 /f шум в кремниевых p-n-переходах и биполярных транзисторах // Сб. тез. докл. V всесоюзн. конф. „Флуктуационные явления в физических системах". Вильнюс. 1988 С. 143-145.

53. Сах С. Новый полупроводниковый тетрод-транзистор с управляемым поверхностным потенциалом // ТИРИ. 1961. Т. 49 №11. С. 1883 1895.

54. Серов Л.А., Ткаченко Н.Н., Шемендюк А.Н. Взрывной шум в биполярных транзисторах КТЗ102 // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах М.: 1991 С. 111 - 114.

55. Карба Л.П., Ульман Н.Н. О выборе шумовых параметров для прогнозирования отказов транзисторов // Электронная техника. Сер. 8. 1978. Вып. 7. С. 14-19.

56. Горюнов Н.Н., Паничкин А.В. Влияние гамма излучения на шумовые характеристики КМОП структур // Мат. докл. научн. - техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1995 С. 247 - 257.

57. Meisenheimer T.L., FLeetwood D.M. Effect of radiation-induced charge on 1 If noise in MOS devices // IEEE Trans on Nuclear Science. 1990. №6. P. 1696- 1702.

58. Горюнов H.H., Лукашев H.B. О механизме генерации избыточного шума в полупроводниковых структурах // Мат. докл. научн. техн.сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах М.: 1998. С. 305 308.

59. Леонтьев Г.Е. Модель 1/f шума в р-п-переходах и биполярных транзисторах // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1997 С. 50-51.

60. Серов Л.А., Ткаченко Н.Н., Шемендюк А.П. Дефектообразование в эпитаксиальных слоях и шумовые свойства биполярных транзисторов // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1996 С. 103- 105.

61. Шемендюк А.П., Ткаченко Н.Н., Серов Л.А. Влияние технологических условий изготовления эмиттера на низкочастотные шумы биполярных транзисторов // Микроэлектроника. 1995. Т.24. №1. С. 42-44.

62. Жигальский Т.П. Избыточные шумы МДП структур в сильных электрических полях // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1999 С. 300-312.

63. Жигальский Г.П. Избыточные шумы в конденсаторах металл -диэлектрик - полупроводник // Мат. докл. научн. - техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах М.: 1998 С. 90 - 102.

64. Горлов М.И., Ерохин В. С., Некрасов В.А. Характер изменения шумовых свойств интегральных схем типа ДТП от вида испытаний // Сб. трудов по полупроводниковым материалам, приборам и их применению. Воронеж: ВПИ, 1971. С. 182- 188.

65. Горлов М.И., Жарких А.П. Влияние электростатических разрядов на величину низкочастотного шума однопереходных транзисторов // Техника машиностроения. 2002. №5. С. 126.

66. Горлов М.И., Кисурин А.А., Некрасов В.А. Информативность некоторых шумовых параметров о качестве полупроводниковых приборов // Сб. трудов по полупроводниковым материалам и их применению. Воронеж. ВПИ. 1973. С. 97-102

67. Геленко А.И., Гуляев A.M., Короневский И.М. и др. Шумовые методы контроля высоковольтных силовых кремниевых диодов // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1996. С. 185 - 190.

68. Гуляев A.M., Короневский И.М., Кукуев И.Ю. Прогнозирование отказов диодов по шумовым и вольтфарадным характеристикам // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1997. С. 98 - 139.

69. Гоц С.С. Динамика формирования спектров шума 1/f в субмикронных электронных системах // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах М.: 1999. С. 135 - 139.

70. Jones В.К., Zhigal'skii G.P. // Proc. 16th Int. Conf. "Noise and Fluctuation" / Ed. J. Bosman. Florida: World Scientific, 2001. P. 73.

71. Горлов М.И., Жарких А.П., Смирнов Д.Ю. Устройство для разбраковки полупроводниковых изделий по ампер-шумовым характеристикам // Патент РФ №2263326. Опубл. 27.10.2005. Бюл. №30.

72. Wait J.V., Huelsman L.P., Korn G.A. Introduction to operational amplifier theory and applicatoins. New York.: McGraw-Hill. 1999. - 298 C.

73. Horowits P., Hill W. The art of electronics. New York.: Cambridge press. 1993.-355 C.

74. Горлов М.И., Смирнов Д.Ю., Козьяков H.H. Устройство для измерения параметра низкочастотного шума у // Мат. докл. научн. -техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 2006 С. 65 67.

75. Воробьев М.Д., Кармазин С.В., Коханов Н.Г., Склизнев С.М., Смирнов Л.П. Способ определения коэффициента шума полевых транзисторов и транзисторных структур // Патент РФ №2012006. Опубл. 30.04.64. Бюл. №8.

76. Горюнов Н.Н., Лукашев Н.В. Устройство для быстрой оценки МОП транзисторов // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1997. С. 111-113.

77. Маркин В.А. Прибор для измерения шумовых характеристик полевых транзисторов // Авт. свид. СССР №291172. Опуб. 06.01.71. Бюл. №3.

78. Острова С.О., Асадуллина В.Р. Устройство для измерения шумов контактов резисторов // Авт. свид. СССР №421942. Опуб. 30.03.74. Бюл. №12.

79. Рождественский О.Л. Сравнение спектрального и фрактального анализа при обработке случайных процессов с интенсивностью 1/f //

80. Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1997. С. 234 - 235.

81. Кострюков СЛ. Автоматизированная установка для измерения СПМ низкочастотных шумов // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 2004. С. 106- 109.

82. Горлов М.И., Андреев А.В., Воронцов И.В. Воздействие электростатических разрядов на изделия электронной техники и радиоэлектронную аппаратуру. Воронеж: изд-во ВГУ. 1997 - 160 с.

83. Горлов М.И., Емельянов В.А., Смирнов Д.Ю. Возможность отбраковки полупроводниковых приборов по уровню низкочастотного шума // Компоненты и технологии 2005. №8. С. 198 201.

84. Смирнов Д.Ю. Разделение интегральных схем по надежности с использованием низкочастотного шума // Мат. докл. научн. техн. конф. „ Микроэлектроника и информатика - 2006". 19-21 апреля Зеленоград. 2006. С. 110.

85. Горлов М.И., Смирнов Д.Ю., Ануфриев Д.Л. Разделение интегральных схем по надежности с использованием 1/f шума // Известия вузов. Электроника. 2006. № 1. С. 84 - 89.

86. Горлов М.И., Смирнов Д.Ю., Ануфриев Д.Л. Разделение интегральных схем по надежности с использованием шумовых параметров // Техника машиностроения. 2006. № 1. С. 17 22.

87. Yibing S., Guangju С., Houjun W. Substrate noise coupling in mixed-signal integrated circuits // Dianzi keji daxue xuebau. Univ. electron, and Technol. China. 2000. № 2. C. 174 177.

88. Горлов М.И., Рубцевич И.И., Смирнов Д.Ю. Способ разделения интегральных схем // Патент РФ №2278392. Опубл. 20.06.2006. Бюл. №17.

89. Денисюк В.А, Копыл А.С. Способ определения потенциально нестабильных полупроводниковых приборов // Авт. свид. СССР № 490047. Опуб. 30.10.75. Бюл.№ 40.

90. Горлов М.И., Смирнов Д.Ю., Сегал Ю.Е., Емельянов А.В. Использование уровня шумов для контроля полупроводниковых изделий при термоциклировании // Известия вузов. Электроника. 2005. № 6. С. 89 -92.

91. Воробьев Н.Г., Врачев А.С., Чарыков Н.А. Шумовые свойства и устойчивость мощных биполярных транзисторов ко вторичному пробою // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 1995. С. 229 - 234.

92. Горлов М.И., Ануфриев Д.Л., Смирнов Д.Ю., Николаева Е.П. Неразрушающий метод контроля устойчивости к вторичному пробою // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 2006 С. 68 - 71.

93. Горлов М.И., Николаева Е.П., Смирнов Д.Ю. Влияние электростатических разрядов на электрические параметры ИС типа KA1034HP3 // Мат. докл. научн. техн. сем. „Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах ". М.: 2003 С. 160 -161.

94. Смирнов Д.Ю., Горлов М.И. Влияние электростатических воздействий на интегральные схемы типа КА1034HP3 // Мат. докл. научн. техн. конф. „Радиоэлектроника, электротехника и энергетика". 2-3 марта Москва. 2004. С. 243.

95. Петров Б.К., Горлов М.И., Смирнов Д.Ю. Расчет термических эффектов при воздействии ЭСР на биполярные транзисторы // Мат. докл. научн. техн. конф. „Радиолокация, навигация, связь". Воронеж. 2004. С. 665-672.

96. Горлов М.И., Строганов А.В., Смирнов Д.Ю. Прогнозирование деградации транзисторов с использованием методов теории и анализа временных рядов // Микроэлектроника. 2006. Том 35. №3. С. 259 267.

97. Горлов М.И., Емельянов В.А., Рубцевич И.И., Смирнов Д.Ю. Методы диагностики полупроводниковых изделий с использованием электростатических разрядов // Микроэлектроника. 2005. Том 34. №3. С. 27-36.

98. Горлов М.И., Андреев А.В., Емельянов А.В., Литвиненко ДА., Смирнов Д.Ю. Способ разделения биполярных транзисторов по стабильности обратных токов // Патент РФ №2242018. Опубл. 10.12.2004. Бюл. №34.

99. Горлов М.И., Жарких А.П., Емельянов А.В., Смирнов Д.Ю. Способ определения потенциально нестабильных полупроводниковых приборов // Патент РФ №2234104. Опубл. 10.08.2004. Бюл. №22.

100. Горлов М.И., Жарких А.П., Шишкин И.А., Смирнов Д.Ю. Способ разделения полупроводниковых приборов по надежности // Патент РФ №2258234. Опубл. 10.08.2005. Бюл. №22.