автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Диагностика полупроводниковых изделий на основе параметров низкочастотного шума

На правах рукописи

СМИРНОВ Дмитрий Юрьевич

ДИАГНОСТИКА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ПАРАМЕТРОВ НИЗКОЧАСТОТНОГО ШУМА

Специальность: 05.27.01 - Твердотельная электроника,

радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

13 ПАР 2014

Воронеж-2014

005545814

005545814

Работа выполнена в ФГБОУВПО „Воронежский государственный технический университет"

Научный доктор технических наук, профессор

консультант Горлов Митрофан Иванович

Официальные Данилин Николай Семенович, доктор оппоненты: технических наук, профессор, заместитель начальника ФГУП „Научный центр сертификации элементов и оборудования" (г. Москва);

Сергеев Вячеслав Андреевич, доктор технических наук, профессор, директор „Ульяновский филиал учреждения Российской академии наук Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН";

Зольников Владимир Константинович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», заведующий кафедрой вычислительной техники и информационных систем.

Ведущая ОАО «Концерн «Созвездие» (г. Воронеж)

организация

Защита состоится „29" апреля 2014 г. в 14й часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.06 ФГБОУВПО„Воронежский государственный технический университет" по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУВПО „Воронежский государственный технический университет".

Автореферат разослан „25" февраля 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета I/ Горлов Митрофан Иванович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие микроэлектроники и повышение требований к качеству и надежности полупроводниковых изделий (ППИ) (полупроводниковых приборов: диодов, транзисторов и интегральных схем (ИС)) потребовало создания диагностических методов отбраковки потенциально ненадежных изделий в дополнение к существующим технологическим отбраковочным испытаниям.

Особенно это стало востребованным после выпуска руководящего отраслевого документа „Интегральные схемы. Методы неразрушающего контроля диагностических параметров" РД 11 0682-89, что позволяет предприятиям-потребителям ППИ применять эти методы на входном контроле, а производителям изделий даже заменять ряд трудоемких технологических отбраковочных испытаний, например электротермотренировку, на диагностический контроль.

Среди диагностических методов (контроль параметров ИС при пониженном напряжении питания, контроль электрических параметров ИС в микротоковых режимах; контроль качества ИС по критической величине дополнительного сопротивления в цепи питания; выявление потенциально ненадежных ИС анализом формы динамического тока потребления в цепи питания; контроль качества поверхности полупроводниковых структур при помощи наведенного заряда; отбраковка потенциально ненадежных ИС на биполярных структурах с помощью вольтамперной характеристики (ВАХ)) за последнее время получили широкое распространение методы на основе измерения параметров низкочастотного шума (НЧШ) особенно с использованием при этом внешних воздействий (электростатических разрядов (ЭСР), температуры, радиационного воздействия и др.).

В ряде работ отечественных авторов (A.C. Врачев, A.M. Гуляев, Г.П. Жигальский, Н.Б. Лукьянчикова и др.) показано, что с помощью параметров низкочастотного шума возможно проводить оценку уровня дефектности структуры изделий.

Несмотря на значительный объем экспериментальных и теоретических работ, опубликованных к настоящему времени по исследованиям параметров НЧ шума в различных

полупроводниковых структурах, недостаточно разработаны способы диагностики качества и надежности ППИ по параметрам НЧ шума, поэтому тема диссертации в настоящее время является актуальной.

Работа выполнялась по теме ГБ2004-34 "Исследование полупроводниковых материалов, приборов и технологии их изготовления" и по теме ГБ 2010.34 „Физические основы технологии и проектирования полупроводниковой микроэлектроники" раздела „Исследование надежности полупроводниковых изделий".

Цели и задачи исследования. Целью диссертации является разработка на основе экспериментальных и теоретических исследований параметров НЧ шума новых диагностических способов отбраковки потенциально ненадежных

полупроводниковых изделий по параметрам НЧ шума при различных внешних воздействиях, способных заменять дорогостоящие и длительные отбраковочные испытания как при производстве изделий, так и на входном контроле предприятий - изготовителей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), а также выделять из партии группу более высоконадежных изделий. Для достижения этой цели в работе поставлены следующие задачи:

1. Спроектировать и изготовить установки для измерения параметров НЧ шумов ППИ и для воздействия ЭСР со счетчиком количества воздействий ЭСР.

2. Экспериментально исследовать зависимость параметров НЧ шума от тока и напряжения смещения, подаваемых на различные выводы интегральных схем. Разработать новые способы диагностирования потенциально ненадежных ППИ, основанные на измерении параметров НЧ шума при двух различных значениях тока и напряжения смещения.

3. Разработать способы диагностирования потенциально ненадежных ППИ и выделения из партии групп повышенной надежности с использованием измерения параметров НЧ шумов до и после внешних воздействий: температуры, термоциклирования, ЭСР, рентгеновского облучения.

4. Предложить модель прогнозирования среднеквадратичных значений напряжения НЧ шума с помощью разложения в ряд Ньютона функции изменения НЧ шума от частоты на основе эмпирических данных.

5. Сравнить на примере партии ИС типа КР142ЕН5А достоверность разработанных диагностических способов с результатами испытаний на надежность.

Научная новизна работы

1. Показано, что по измерению среднеквадратичного значения напряжения НЧ шума изделия при заданном токе смещения в одной точке вольт-шумовой характеристики нельзя с необходимой достоверностью диагностировать потенциально ненадежные ППИ.

2. Экспериментально обоснована разработка новых эффективных диагностических методов на основе измерений среднеквадратичных значений напряжения или тока НЧ шума в двух и более точках ампер—шумовой характеристики при различных внешних воздействий (температуры, ЭСР, термоциклирования, рентгеновского излучения).

3. Для биполярных и МДП ИС различной степени интеграции разработаны новые способы разделения ИС по надежности:

а) с использованием напряжения НЧ шума, измеренного в цепи „вход - общая точка" при двух значениях тока между этими выводами;

б) с использованием одного рабочего тока и разных температур;

в) на основе измерения шума в цепи „питание - общая точка" при двух напряжениях питания при нормальной температуре.

4. Разработаны два новых способа разделения ИС по надежности на основе измерений показателя формы спектра низкочастотного шума у:

а) по выводам „питание - общая точка" на двух частотах при нормальной температуре;

б) по выводам „питание - общая точка" на двух частотах при трех температурах (О °С, 25 °С и 100 °С).

5. Разработаны новые способы разделения ППИ по надежности с использованием дополнительных воздействий: термоциклирования, ЭСР с последующим отжигом и рентгеновского облучения:

а) путем контроля среднеквадратичного значения напряжения НЧ шума на выводах „питание - общая точка" до и после десяти термоциклов в диапазоне температур 0+100 °С;

б) на основе измерения среднеквадратичного значения напряжения НЧ шума на выводах „питание - общая точка" до и после воздействия ЭСР на вход ИС и последующего отжига;

в) по измерению среднеквадратичного значения напряжения НЧ шума на выводах „питание - общая точка" до и после воздействия ЭСР на эти выводы и последующего отжига;

г) с помощью измерения среднеквадратичного значения напряжения НЧ шума на выводах „вход - общая точка" до и после воздействия ЭСР на эти выводы и последующего отжига;

д) путем контроля основных параметров по ТУ и параметра у НЧ шума до и после рентгеновского облучения.

6. Предложена модель прогнозирования среднеквадратичного уровня низкочастотного шума на основе эмпирических данных с помощью разложения в ряд Ньютона функции изменения НЧ шума от частоты.

7. Экспериментально показано на партии ИС типа КР142ЕН5А, что разработанные способы диагностирования имеют высокую достоверность и могут быть использованы вместо электротермотренировки.

Практическая значимость работы

1. Разработаны устройства по измерению ампер-шумовых характеристик ППИ и измерения показателя формы спектра НЧ шума у.

2. Разработанные новые способы диагностики ППИ по надежности могут быть использованы вместо электротермотренировки изделий при их изготовлении и на входном контроле предприятий—потребителей изделий, а также для сравнительных испытаний по оценке потенциальной надежности двух и более партий изделий.

3. Ряд новых разработанных способов используется предприятиями, например Ульяновским филиалом института радиоэлектроники и электроники, ОАО „Воронежский завод полупроводниковых приборов - сборка", Минским научно-техническим объединением „Интеграл", ОКБ "ЭКСИТОН" г. Павловский Посад Московской обл. Акты внедрения приложены к диссертации.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Экспериментальное обоснование разработки новых диагностических методов на основе измерения параметров НЧ шума в двух и более точках ампер-шумовой характеристики при различных внешних воздействиях.

2. Способы разделения ИС по надежности с использованием среднеквадратичного значения напряжения НЧ шума, измеренного:

а) в цепи „вход - общая точка" при двух значениях тока между этими выводами;

б) в цепи „вход — общая точка" с использованием одного тока и разных температур;

в) в цепи „питание — общая точка" при двух напряжениях питания при нормальной температуре.

3. Два новых способа разделения ИС по надежности на основе измерений показателя формы спектра низкочастотного шума у:

а) на выводах „питание - общая точка" на двух частотах;

б) на выводах „питание - общая точка" на двух частотах при трех температурах (О °С, 25 °С и 100 °С).

4. Способы разделения ППИ по надежности с использованием внешних воздействий: термоциклирования, ЭСР с последующим отжигом и рентгеновского облучения:

а) путем контроля среднеквадратичного напряжения НЧ шума по выводам „питание — общая точка" до и после десяти термоциклов в диапазоне 0 -г 100 °С;

б) на основе измерения среднеквадратичного напряжения НЧ шума по выводам „питание - общая точка" до и после воздействия ЭСР на вход ИС и последующего отжига;

в) по измерению среднеквадратичного напряжения НЧ шума по выводам „питание - общая точка" до и после воздействия ЭСР на эти выводы и последующего отжига;

г) с помощью измерения среднеквадратичного напряжения НЧ шума по выводам „вход - общая точка" до и после воздействия ЭСР на эти выводы и последующего отжига;

д) путем контроля основных параметров ППИ по ТУ и параметра НЧ шума у до и после рентгеновского облучения.

5. Модель прогнозирования уровня низкочастотного шума с помощью разложения в ряд Ньютона функции изменения НЧ шума от частоты на основе эмпирических данных.

6. Сравнение достоверности разработанных способов диагностирования на примере партии ИС типа КР142ЕН5А с результатами испытаний на надежность.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: международных научно-технических семинарах "Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах " (Москва, 2002, 2003, 2005, 2009, 2011г.); X, XV, XVI и XVII международной научно - технической конференции „Радиолокация, навигация, связь" (Воронеж, 2004, 2009, 2010, 2011); X международной научно-технической конференции студентов и аспирантов „Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва, 2004); XIII всероссийской межвузовской научно-технической конференции „Микроэлектроника и информатика -2006" (Зеленоград, 2006); XVII международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых "Современные техника и технологии" (Томск, 2011); научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов Воронежского государственного технического университета (Воронеж, 2003 -2011);

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 60 научных работах, в том числе: 2 монографии, 14 — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 21 патент РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1 - 13] - постановка задачи, определение направлений исследований, анализ и изложение основных результатов и выводов, написание статей; [14 -16] - критический обзор литературы, теоретическое и экспериментальное обоснование применимости альтернативных способов разделения полупроводниковых изделий по надежности; [17 - 37] - поиск известных способов разделения полупроводниковых приборов по надежности, выявление их недостатков, разработка новых эффективных способов разделения полупроводниковых приборов по надежности [38 -60] - определение направлений исследований, анализ и изложение основных результатов и выводов, написание статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературы из 211 наименований. Основная часть работы изложена на 207 страницах, включает 51 рисунок, 51 таблицу.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении описано современное состояние диагностических 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.

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.).

Внешние воздействия увеличивают дефекты в структуре ППИ и, следовательно, значение НЧ шумов.

В работе показано, что являются ненадежными в процессе производства ИС и имеют связь с НЧ шумами следующие дефекты: растравливание оксида под металлизацией; растравливание оксида по дефектам фотошаблонов (локальная неравномерность);

дырки в оксиде, расположенные на и вблизи р-п-переходов, приводящие к возникновению паразитных утечек или ухудшению изоляции схемы;

Некрасов В.А., Горлов М.И., Дурнин И.Д. Выборочный неразрушающий контроль качества схем ТТЛ-логики в ходе серийного изготовления // Электронная техника. Сер. 8. 1977. Вып. 2. С. 66 - 69.

дефекты включения в оксид, расположенные в элементах схемы или на границе р-п- переходов.

Показано, что оценка ППИ по потенциальной надежности с измерением значения НЧ шума в одной точке имеет малую достоверность, и в то же время до 15 % надежных ППИ оценивается как ненадежные, то есть измерение НЧ шума в одной точке малоэффективно для оценки надежности изделий.

В настоящее время известно множество диагностических методов оценки качества и надежности полупроводниковых приборов, но методы диагностики ИС с использованием значения параметров НЧ шума в двух и более точках практически отсутствуют.

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

Схема

задания

режима

Исследуемое Пред. НЧ

изделие усил. усил.

Селективный

вольтметр

Набор фильтров

Вольтметр

1 тичный

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).

Для повышения точности измерений параметра низкочастотного шума у приведена схема разработанного измерителя, позволяющего контролировать напряжение шума на нескольких частотах (рис. 3).

Исследуемое изделие

¡Усилитель

—¡Фильтр I К>ЧБуфер|-[Л

,етектор^

—| Фильтр 21—| Буфер |-[5

етекторЬ

-<-[лру]-

Рис. 2. Блок схема измерителя у

Исследуемое изделие 1

► Измеритель у 1 -

Измеритель у 2 -

Схема усреднения значений у

ка-

Рис. 3. Блок-схема измерителя у на нескольких частотах

В этой же главе описаны электронные компоненты для реализации измерительных устройств и приведена схема разработанной установки для имитации воздействия электростатических разрядов с автоматическим счетом количества ЭСР воздействий.

Третья глава посвящена описанию разработанных способов определения потенциально ненадежных ППИ, выполненных по биполярной и МОП технологии, по параметрам низкочастотного шума.

Ранее известные способы выделения потенциально ненадежных ППИ, основанные на единичном измерении величины НЧ шума, имеют низкую достоверность. Предложены новые способы разделения ППИ по надежности с использованием значений НЧ шума, измеренных не менее двух раз.

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

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. Выбор рабочих режимов измерения НЧ шума основан на предварительных измерениях зависимости ш от тока по выводам „вход - общая точка" (рис. 4).

1. 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.

На 20 цифровых логических И С типа K137J1E2, выполненных по биполярной технологии, измерялось значение интенсивности шума (йш) по выводам „вход - общая точка". Измерения Um на представительной выборке для ИС данного типа проводили при двух значениях тока: 6 мА и 10 мА. В табл. 1 даны значения й2ш для 6 и 10 мА и величины относительного изменения щ,: Ki=Umio/uL-Если выбрать критерий для надежных схем Ki < 1,5, то схемы № 2, 20 будут потенциально ненадежными.

uL, мВ2 200 -1 150 -100 -50 -0 -■ 0

Рис. 4. Зависимость и?ц от тока по выводам „вход - общая точка" ИС

типа К137ЛЕ2

♦— ИС №2 ИС №4

2 4 6 8 10 12

Ток, мА

Данный способ был также 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).

Таблица 1

Значение Ц',, для ИС типа К137ЛЕ2_

№ ИС Значения и?,,, мВ2, при токе, мА К1—ишю/ишб

6 10

1 22 30 1,36

2 34 70 2,06

3 30 37 1,23

4 15 15 1,00

5 21 22 1,05

6 23 34 1,48

7 23 34 1,48

8 21 30 1,43

9 21 25 1,19

10 22 29 1,32

11 24 35 1,46

12 21 28 1,33

13 20 25 1,25

14 25 30 1,20

15 27 33 1,22

16 18 22 1,22

17 17 18 1,06

18 24 32 1,33

19 21 30 1,43

20 25 41 1,64

2. Способ является способом разделения интегральных схем по надежности для выявления схем с дефектами, имеющими температурную зависимость.

Методом случайной выборки было отобрано 5 ИС типа К137ЛЕ2, у которых измерялась интенсивность шума игш методом прямого измерения по выводам „вход - общая точка" на частоте 1000 Гц 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 иш, порожденный дефектами структуры, имеющими температурную зависимость.

Для каждой ИС по результатам измерений подсчитали коэффициент К2 по формуле (1):

Ш |00°С — и 1п 25°С | +III 25°С — VIII <Г'С | ^ | ^

К2 =-=5->

и ш 25°С

где и2ш25-с, и2шо-с, ишюо°с - значения интенсивности шума при температурах, соответствующих нормальной, О °С и 100 °С.

Для данных схем критерий для надежных ИС будет К2 < 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 также 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).

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

Результирующий вклад в НЧ шум в цепи „питание - общая точка" вносят отдельные элементы структуры ППИ, так как уровень дефектов влияет на параметры шума в этой цепи. Измеряя параметры шума в цепи питания, можно разделять ППИ по надежности.

На тех же 20 ИС типа К137ЛЕ2, что и для способа 1, выполненных по биполярной технологии, с номинальным напряжением питания по ТУ 5 В, измерялось среднеквадратичное напряжение шума йш методом прямого измерения по выводам „питание - общая точка" на частоте 1000 Гц. Ширина полосы измерения частот равна ДГ = 200 Гц.

Способ разделения ИС по потенциальной надежности основан на зависимости значения интенсивности шума на частоте 1000 Гц от напряжения питания при нормальной температуре. Результаты

измерений 20 ИС при напряжениях питания, равных 2 В (значение критического напряжения питания) и 5 В, представлены в табл. 2, где также даны величины относительного изменения значений

интенсивности шума при различных напряжениях питания: Кз =

— 1 1 — 2 Уин ' иШ2.

Если выбрать критерий К3 > 2, 8, то схемы № 2, 20 будут потенциально ненадежными.

Можно разделить партию по надежности на три группы: ИС повышенной надежности, имеющие значение Кз < 2 (схемы № 3, 4, 9, 14, 15, 16, 17); ИС с надежностью, соответствующей техническим условиям, имеющие значения 2 < К3 < 2,8 (схемы № 1, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 18, 19) и ИС потенциально ненадежные, имеющие значение К3 > 2, 8 (схемы № 2, 20), что и в первом способе.

Таблица 2

Значение Ц?,, для ИС типа К137ЛЕ2_

№ ИС и?и, мВ2, при напряжении питания, В Кз иип/ишг

2 5

1 52 130 2,50

2 50 190 3,80

3 77 148 1,92

4 63 95 1,51

5 52 110 2,12

6 52 142 2,73

7 55 143 2,60

8 48 128 2,67

9 59 112 1,90

10 53 129 2,43

11 58 147 2,53

12 55 122 2,22

13 53 112 2,11

14 68 127 1,87

15 78 141 1,81

16 63 111 1,76

17 59 97 1,64

18 56 140 2,50

19 50 128 2,56

20 58 164 2,83

Экспериментальное подтверждение разделения партии ИС на надежные и потенциально ненадежные было получено в результате испытаний на безотказность (500ч, повышенная температура, максимально допустимая нагрузка), когда ИС № 2, 20 имели параметрический отказ.

Данный способ разделения по надежности был также 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.

Разделение ППИ с использованием показателя формы спектра у позволяет получить более достоверные результаты разделения изделий по надежности, так как параметр у учитывает изменение всего спектра низкочастотного шума, зависящего от различных дефектов структуры, и для его получения значение НЧ шума измеряется дважды на разных частотах.

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

где и™ и йшг - квадрат эффективного значения шума на частотах fi 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|=200 Гц и f2=1000 Гц.

Для предварительной оценки шума был проведен эксперимент на 5 ИС данного типа по снятию зависимости Пш на частоте 1000 Гц

от напряжения питания (рис. 5). Из рис. 5 видно, что при питании 5В происходит более стабильный разброс значений Пш между отдельными ИС. Именно это значение напряжения было выбрано для измерения шума на частотах 200 Гц и 1кГц (табл. 3).

20 Н-1-1-1-1-,

1 2 3 4 5 6

и, в

Рис. 5. Зависимость среднеквадратичного напряжения шума на выводах „питание - общая точка" от напряжения питания для ИС типа КР537РУ13

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

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

Таблица 3

_Значение р;„ для ИС типа КР537РУ13_

№ Значение шума и! ,, мкВ2, на частотах, Гц

ИС 200 1000 У

1 439,9 68 1,16

2 553,8 79 1,21

3 203,3 42 0,98

4 394,5 64 1,13

5 786 97 1,3

6 419,7 67 1,14

7 201,6 43 0,96

8 833,4 98 1,33

9 303,5 56 1,05

10 534,3 75 1,22

Данный способ разделения по надежности был успешно опробован на ИС типа ОР37 (аналоговые, выполненные по биполярной технологии), ИС типа ОРА735 (аналоговые, выполненные по МОП технологии) и на ИС типа К137ЛЕ2 (логические, выполненные по биполярной технологии).

Во втором способе для выявления потенциально ненадежных тех же ИС типа КР537РУ13 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 тех же ИС типа представлены в табл. 4 (значения для Г2= 1 ООО Гц при нормальной температура взято из табл. 3), где также рассчитаны значения у (среднее значение для трех температур).

Таблица 4

Значение у для ИС типа КР537РУ13 при трех температурах и его

среднее значение

№ Значение у при температуре -

ИС 0°С 25°С 100°С У

1 1,3 1,16 1,35 1,27

2 1,34 1,21 1,48 1,34

3 1,06 0,98 1,13 1,06

4 1,26 1,13 1,33 1,24

5 1,47 1,3 1,55 1,44

6 1,28 1,14 1,37 1,26

7 1,08 0,96 1,12 1,05

8 1,45 1,33 1,57 1,45

9 1,18 1,05 1,23 1,15

10 1,37 1,22 1,45 1,35

Если выбрать в табл. 4 критерий значение у > 1,4, то схемы № 5, 8 будут потенциально ненадежными. Эти ИС имеют максимальное значение у при всех температурах. Номера потенциально ненадежных ИС те же, что и по первому способу.

При проведении испытаний на безотказность (500ч, 85°С) ИС № 5, 8 имели параметрические отказы, что подтверждает верность выбранных критериев разделения ИС по потенциальной надежности.

Данную партию ИС можно разделить по надежности на три группы: ИС повышенной надежности, имеющие значение у <1,1 (схемы № 3, 7); ИС с надежностью, соответствующей техническим условиям, имеющие значения у < 1,4 (схемы № 9, 4, 6, 1,2, 10) и ИС

- потенциально ненадежные, имеющие значение у > 1,4 (схемы № 5, 8).

В третьей главе приведен способ неразрушающего контроля устойчивости к вторичному пробою мощных МДП-транзисторов. Способ основан на измерении параметра низкочастотного шума а в выражении для аппроксимации НЧ шума и экспериментально определяется из соотношения напряжений и2ш исследуемого ПИИ при разных значениях тока, проходящего через структуру. Способ был опробован на транзисторах типа КП723Г (мощный вертикальный п-канальный МОП транзистор) при токе лавинного пробоя 1 А с учетом времени перехода во вторичный пробой. Способ может быть применим и для разделения мощных ИС по устойчивости к вторичному пробою.

На представительной выборке мощных МДП-транзисторов одного типа проводится измерение интенсивности НЧ шума йш по выводам сток - исток при закороченных выводах исток - подложка в режиме прямого рабочего тока стокового перехода. Рабочий ток задается от внешнего источника. Измерение шума проводится при двух разных прямых рабочих токах на частоте 1 кГц в полосе частот ДГ = 200 Гц (табл. 5). После этого вычисляется коэффициент а по соотношению

где и^ и из — значения шума при токах ¡1 и Ь-

По результатам полученного коэффициента а судят об устойчивости к вторичному пробою и надежности мощных МДП-транзисторов. Более низкую устойчивость и надежность будут иметь те транзисторы, у которых коэффициент а имеет наименьшее значение. По таблице 5 видно, что у этих транзисторов более низкая энергия пробоя. Величина критерия отбраковки по а устанавливается по набору статистики для каждого типа приборов.

Таблица 5

Значения параметров для транзисторов типа КП723Г_

№ при- Значение шума Пш, цВ2, при рабочих токах, мА а Обратное напряжение сток-исток иси щах, В Ток лавин ного пробоя I, А Время воздейст вия до возникновения Энергия источ-

бора 50 20 теплового пробоя 1, с ника Е, Дж

1 35,4 21,2 0,56 76 1 6,24 474,24

2 47,0 25,3 0,68 74 1 7,36 544,64

3 39,1 22,9 0,58 75 1 6,56 492

4 102,1 40,82 1,00 76 1 11,20 851,2

5 87,8 36,1 0,97 76 1 11,07 841,32

6 97,5 36,46 1,07 79 1 11,32 894,28

7 83,2 32,1 1,04 76 1 11,05 839,8

8 120,5 42 1,15 79 1 11,74 927,46

9 93,8 34,86 1,08 75 1 11,38 853,5

10 125,6 43,4 1,16 75 1 12,42 931,5

И 110,2 42 1,05 79 1 11,06 873,74

12 57,3 29,25 0,73 74 1 8,51 629,74

13 86,2 35 0,98 73 1 10,72 782,56

14 119,9 41,17 1,17 79 1 11,24 887,96

15 114,8 41,89 1,10 74 1 11,68 864,32

Рассмотренные способы разделения по надежности изделий показали перспективность использования шумовых параметров для отбраковки ненадежных ППИ. Для повышения достоверности разделения по надежности в серийном производстве необходимо набрать статистику на более достоверной выборке с учетом различных партий, изготовленных в течение, например, месяца.

В четвертой главе приведены разработанные способы диагностического контроля надежности ППИ, выполненных по биполярной и КМОП технологиям, с использованием шумов и воздействия термоциклирования.

Все методы отбраковочных испытаний фактически ускоряют проявление внутренних дефектов полупроводниковых изделий и предназначаются для „выжигания" ранних отказов, то есть отбраковки потенциально ненадежных изделий и повышения надежности партии с оставшимися изделиями. Следовательно, ППИ, выдержавшие отбраковочные испытания, должны иметь более низкую частоту отказов, что возможно лишь при тщательном измерении электрических параметров и правильной оценке достоверности результатов. В противном случае в процессе эксплуатации происходит отказ изделия, невыявленного на испытаниях.

В этом случае целесообразно использовать косвенные методы выявления скрытых дефектов при термоциклировании, среди которых большой интерес представляют методы, связанные с анализом шумовых характеристик ППИ.

Способ разделения транзисторов с использованием параметров НЧшума и термоциклирования.

В качестве примера был проведен, эксперимент на 9 транзисторах КТ361Е2 (биполярные р-п-р типа, малой мощности высокой частоты). На первом этапе необходимо выбрать режим постоянного тока для измерения НЧ шума. Для этого из 9 транзисторов КТ361Е2 были отобраны те, у которых начальный шум Й переходов э-б и к-б имел наименьшее и наибольшее значение. Для этих двух транзисторов снималась зависимость и2ш (I) отдельно для каждого перехода (рис. 6 и 7).

700 1 600 -

500 -

400 -

300 -

200 -

100 -

0 -

-К-Б -Э-Б

0 10 20 30

Прямой ток, мА

Рис. 6. Зависимость и2ш (I) транзистора КТ361Е2 с максимальными исходными значениями шума переходов

40 ■ 20 -

0 -1-1-1

0 10 20 30

Прямой ток, мА

Рис. 7. Зависимость йш (I) транзистора КТ361Е2 с минимальными исходными значениями шума переходов

Из рис. 6 и 7 можно сделать вывод, что в данной партии транзисторов КТ361Е2 наиболее стабильными и достоверными будут измерения шума при прямом токе 15 мА.

Далее на этих транзисторах были проведены составные испытания: „контроль уровня НЧ шума + термоциклирование + контроль уровня НЧ шума". Измерение шума производилось при прямом токе 15 мА с помощью установки прямого измерения на частоте 1 кГц до проведения термоциклирования и после 10 термоциклов (0 - 100°С с выдержкой при каждой температуре 30 минут). Ход изменения Ош при термоциклировании для наихудшего и наилучшего транзисторов представлен на рис. 8.

-•— Э-Б

Количество термоциклов

Рис. 8. Изменение значения шума для наихудшего и наилучшего транзистора при термоциклировании

Таблица 6

Значение шумов переходов транзисторов КТ361Е2_

№ транзистора Значения НЧ шума, цВ2, К = и2 и2

начальное и2 '-'ПШАЧ после 10 термоциклов и2 '-'иггц

К-Б Э-Б К-Б Э-Б К-Б Э-Б

1 69 74 70,1 79,5 1,02 1,07

2 71 75 74 80,8 1,04 1,08

3 73 77 74,5 81,7 1,03 1,06

4 77 88 80,5 96,9 1,05 1,10

5 80 92 85,1 103,6 1,06 1,13

6 71 76 72,8 82,2 1,03 1,08

7 68 74 69,1 77,1 1,02 1,04

8 76 85 77,8 90,1 1,02 1,06

9 74 82 77 87,7 1,04 1,07

Сравнивая результаты испытаний при термоциклировании (табл. 6), можно сделать вывод о надежности транзисторов в партии. Набольшее значение шума - у эмиттерного перехода, и именно он является наиболее чувствительным к процессам термоциклирования. Установив у эмиттерного перехода коэффициент К < 1,1 для надежных транзисторов, по табл. 6 можно сказать, что транзисторы № 4, 5 будут потенциально ненадежными.

Для проверки данного вывода все транзисторы были подвергнуты 200 термоциклам. Транзисторы № 4, 5 показали снижение электрического параметра - коэффициента усиления по току ниже нормы, установленной техническими условиями, а значение обратного тока эмиттера у данных транзисторов увеличилось на порядок, в то время как у остальных транзисторов -в 2 - 4 раза.

Способ разбраковки ИС с использованием параметров НЧ шума и термоциклирования.

В качестве примера проведен эксперимент на 12 ИС - операционных усилителях ОРА735 (выполненных по технологии КМОП). Среднеквадратичное напряжение шума и2ш измерялось методом прямого измерения по выводам „питание - общая точка" на частоте 1000 Гц после проведения двух термоциклов (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 К4 = игтотц/йпидч, где й.отц и - 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. 7.

Установив коэффициент К4 < 1,2 для надежных ИС, по табл. 7 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.

Таблица 7

Значение иш в цепи питания ИС типа ОРА735 _при термоциклировании__

№ ИС Значение иш, мкВ2, после числа термоциклов К4

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

Данный способ был опробован также 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 пятой главе приведены разработанные способы диагностического контроля потенциально ненадежных логических и аналоговых ИС, выполненных по биполярной и КМОП технологиям, с использованием шумов и воздействия электростатических разрядов.

Известно, что одноразовое воздействие разрядов допустимого по ТУ потенциала не приводит к отказу ППИ, но может вызвать изменение информативного параметра. Используя это, можно разделять партию ИС на две с различной стойкостью к электростатическим разрядам. При использовании параметров НЧ шума можно повысить эффективность испытаний, так как НЧ шум связан с процессами деградации в ППИ.

Для эксперимента методом случайной выборки были отобраны случайным образом по 12 ИС - операционных усилителей типа ОР37 (выполненных по биполярной технологии) и ОРА735 (выполненных по технологии КМОП). Среднеквадратичное напряжение шума йш измерялось по выводам „питание - общая точка" на частоте 1000 Гц.

Напряжение ЭСР 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 (рис. 9).

На основе результатов измерений вычислялись безразмерные величины относительного изменения шума

К = (иш.ОГЖ — ишнлч)/(и[»эср — ишНАЧ

), где иШнлч, ишэср, ийотж - значения интенсивности шумов до, после воздействия ЭСР и после 4 часов отжига.

иш,мкВ25>50 5,00

4,50

4,00

3,50

3,00

2,50 -

2,00 -I-1-1-■-'-■-«

Нач. После После 1ч После 2ч После Зч После 4ч значение ЭСР отж. отж. отж. отж.

Рис. 9. Зависимость НЧ шума „питание - общая точка" ИС ОРА735 от времени отжига при напряжении ЭСР 1000В.

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. 8).

Из расчетных данных величины К5 в табл. 8, характеризующих надежность ИС, можно сделать вывод, что у ИС № 4, 9, 11 значение йш более стабильно и коэффициент К5 = 0, и они будут иметь повышенную надежность при эксплуатации. Потенциально ненадежными будут схемы № 2, 7, у которых коэффициент К5 > 0,4.

Данный способ был апробирован также 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).

-№2 -№4

Таблица 8

Значение шумов ИС ОРА735 при воздействии ЭСР и последующего

отжига

Значения иш, мкВ2,

№ ИС нач. после ЭСР после 1ч от- после 2ч от- после Зч от- после 4ч от- к5

жига жига жига жига

1 3,07 5,00 3,92 3,53 3,47 3,47 0,21

2 3,25 5,18 4,49 4,16 4,04 4,01 0,40

3 2,77 4,53 3,64 3,39 3,33 3,32 0,31

4 2,64 4,66 2,85 2,69 2,64 2,65 0

5 3,10 4,64 3,90 3,70 3,64 3,64 0,35

6 2,62 4,34 3,31 3,12 3,08 3,06 0,25

7 3,42 5,34 4,61 4,33 4,23 4,22 0,41

8 3,00 4,73 3,65 3,27 3,18 3,17 0,10

9 2,68 4,56 2,92 2,78 2,70 2,68 0

10 3,26 4,92 3,91 3,68 3,64 3,63 0,22

11 3,08 5,08 3,47 3,16 3,12 3,08 0

12 2,98 4,83 4,00 3,51 3,45 3,43 0,24

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 К6, характеризующих надежность ИС (табл. 9).

Из данных эксперимента было установлено, что у ИС №1,6 значение и?„ стабильно при внешних воздействиях, при этом коэффициент Кб = 0, т.е. они имеют повышенную надежность при эксплуатации. ИС, у которых К6 > 0,2 (№ 4, 11), будут потенциально ненадежными.

Таблица 9

Значение шумов ИС ОР37 при воздействии ЭСР и последующего

отжига

Значения Um, МКВ г

№ ИС нач. после ЭСР после 1ч от- после 2ч от- после Зч от- после 4ч от- к6

жига жига жига жига

1 0,96 1,28 1,06 1,00 0,95 0,96 0

2 1,44 2,00 1,64 1,58 1,55 1,54 0,16

3 1,39 1,96 1,55 1,47 1,46 1,46 0,13

4 1,76 2,46 2,10 2,03 1,96 1,95 0,27

5 1,33 1,85 1,50 1,44 1,42 1,40 0,15

6 1,02 1,49 1,13 1,10 1,04 1,02 0

7 1,47 1,96 1,64 1,56 1,53 1,52 0,11

8 1,34 1,94 1,56 1,48 1,45 1,45 0,18

9 1,26 1,90 1,46 1,33 1,34 1,34 0,13

10 0,97 1,79 1,40 1,12 1,10 1,08 0,13

11 1,64 2,38 2,00 1,88 1,87 1,85 0,29

12 0,97 1,73 1,33 1,15 1,09 1,08 0,15

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 ИС типа ОРА735 (аналоговые, выполненные по МОП технологии), ИС типа К137ЛЕ2 (логические, выполненные по биполярной технологии) и на ИС типа КР537РУ13 (логические, выполненные по МОП технологии).

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 ДГ = 200 Гц. Измерения шума проводились 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

способах, 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.

Таблица 10

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

№ ИС Значения и™, мВ2, после

нач. ЭСР 1ч отжига 2ч отжига Зч отжига 4ч отжига 5 ч отжига к7

1 31,20 52,10 45,80 43,60 42,60 41,40 41,29 0,48

2 26,08 40,00 33,10 31,30 30,70 30,60 30,26 0,30

3 21,00 27,00 23,40 21,90 22,00 21,30 21,00 0

4 24,40 35,84 26,90 26,50 26,10 25,80 25,70 0,11

5 29,20 51,13 42,60 42,30 40,80 39,40 39,00 0,45

6 25,00 36,56 30,00 29,20 28,40 28,00 26,93 0,17

7 26,25 40,60 33,30 32,30 32,20 30,90 30,84 0,32

8 20,00 28,73 22,50 20,80 21,00 20,20 20,00 0

9 26,08 38,00 32,10 30,10 29,50 29,70 29,41 0,28

10 22,75 41,50 28,60 27,90 27,10 27,20 26,50 0,20

11 25,60 39,25 31,60 30,90 29,80 29,20 29,39 0,28

12 23,67 36,92 30,20 28,80 27,20 27,50 27,80 0,31

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 К7 = ТиЛГт,лч-

Из данных табл. 10 можно сделать вывод, что у ИС № 3, 8 значение йш стабильно, и они будут более надежными при эксплуатации. ИС, значение коэффициента которых К7 > 0,4, будут потенциально ненадежными (ИС № 1,5).

Данный способ был апробирован также 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). Таким образом, данные три способа позволяют разделять

партию ИС на три подпартии: 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.

В шестой главе описана возможность диагностики ППИ по надежности с использованием НЧ шума и рентгеновского облучения.

В современном производстве ППИ широко применяются радиационные технологические процессы, основанные на воздействии различных излучений, обеспечивающих при этом контролируемые изменения параметров полупроводниковых материалов и структур. Радиационные технологические процессы характеризуются хорошей воспроизводимостью результатов, совместимостью с технологическими маршрутами, но предъявляют высокие требования к последующему контролю качества и надежности ППИ.

Приводятся разработанные способы контроля качества и надежности ППИ по шумовым параметрам с воздействием рентгеновского облучения. В экспериментах проводилось воздействие мягким рентгеновским облучением на установке УРС 55 мощностью 620 мРентген/сек в течение 5ч. Измерение напряжения шума иш проводилось методом прямого усиления при полосе частот ДГ = 200 Гц с временем усреднения т = 2 с.

На основе изменения параметров по ТУ и НЧ шума исследуемых ППИ до и после воздействия рентгеновского излучения экспериментально показана возможность применения шумовых параметров для разделения ППИ по надежности после рентгеновского облучения. Исследования проводились на ИС типа ТЬС27 и ЬМР2015, выполненных по биполярной и МОП технологии соответственно. Применение приведенных способов для сплошного контроля партии невозможно из-за их трудоемкости или превышения допустимого по ТУ режима воздействия, но

разработанные способы можно использовать для сравнительных испытаний двух или более партий ППИ одного типа по надежности.

В седьмой главе приведено сравнение достоверности разработанных способов разделения по надежности на примере одной партии ИС и модель прогнозирования низкочастотного шума.

Достоверность диагностических способов с использованием НЧ шумов.

Существующие методы отбраковки полупроводниковых изделий с использованием НЧ шума уже были опробованы на транзисторах, цифровых и аналоговых ИС и показали хорошие результаты. Хотя критерии отбора полупроводниковых изделий посредством данных методов выбирались на основании статистики на представительной выборке, но оценка их достоверности ранее не проводилась.

В основе метода определения достоверности диагностических методов положен расчет коэффициента корреляции прогнозируемых потенциально ненадежных ППИ с взятыми за эталон результатами испытаний на надежность.

Для эксперимента использовались ИС типа КР142ЕН5А, выполненные по биполярной технологии, которые представляют собой трехвыводные стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением в диапазоне от 5В.

Было использовано две партии ИС типа КР142ЕН5А общим количеством 110 шт, представленных заводом „Транзистор" (г. Минск). Первая партия схем с номерами 1-55 была возвращена на завод как недостаточно надежная. ИС с номерами 56-110 были отобраны из текущей партии изделий.

Рассмотренные диагностические методы с использованием низкочастотных шумов имеют высокую достоверность, практически равную испытаниям на надежность в течение 8000ч, что делает данные методы более привлекательными для их применения с точки зрения повышения производительности и снижения затрат. Анализ показал, что отказ ИС № 21, 51, 53 в рассматриваемых партиях был обусловлен электрохимической коррозией металлизации и растрескиванием кристалла в процессе испытаний, а ИС № 37 -электрохимической коррозией металлизации. Все схемы из первой партии.

Таблица 11

Коэффициент корреляции для диагностических методов на примере ИС типа КР142ЕН5 А

№ метода Название метода Количество ИС Результаты диагностического метода Результаты испытаний на надежность (2000 ч.) Коэффициент корреляции

критерии забракованы схемы № критерий забракованы схемы № Стьюдента 1

1 Способ разделения 1штегральных схем по надежности с использованием зависимости НЧ шума от напряжения питания 110 К< 1,75 21, 37, 51, 53 Цэ- 4,85 21, 37. 51, 53 1,0000

2 Способ разделений интегральных схем по надежности с использованием зависимости НЧ шума от температуры 110 Г < 0,45 21, 23, 37, 53 0,7406

3 Способ разделения интегральных схем по надежности с использованием показателем формы спекфа низкочастотного шума у 110 7 < 1,00 14, 21, 23, 37, 51 0,6571

4 Способ разделения интегральных схем по надежности с использованием НЧ шумов и воздействия электростатических разрядов 110 М < 0,30 21, 37, 51, 53 1,0000

5 Способ разделения интегральных схем по надежности с использованием НЧ шумов ¡! термоциюшрования 110 М< 1,20 21, 37, 51, 53 1,0000

Сопоставляя данные, полученные диагностическими методами с использованием низкочастотных шумов, и результаты анализа отказов ИС, можно полагать, что данный механизм отказов (электрохимическая коррозия металлизации) имеет сильную корреляцию с уровнем низкочастотных шумов. Общий уровень низкочастотных шумов ИС первой партии (ИС № 1 - 55) заметно превышает соответствующее значение для второй партии (ИС № 56 -110).

Из табл. 11 видно, что способы 1, 4, 5 имеют полную корреляцию с данными испытаний на надежность, поэтому эти способы могут быть рекомендованы для замены в производстве электротермотренировки.

Модель прогнозирования уровня низкочастотного шума.

Повысить точность измерения параметра у в экспериментах можно, проводя измерение НЧ-шума на нескольких частотах (рис. 3), однако в этом случае усложняется конструкция измерителя у. В данном случае можно создать математическую модель прогнозирования значения НЧ-шума по данным, полученным из предварительных измерений, с последующим расчетом более точного значения параметра у.

Прогнозировать значение НЧ-шума можно, применив разложение в ряд Ньютона функции изменения НЧ-шума от частоты на основе эмпирических данных. В этом случае по данным эксперимента строится степенной ряд вида

Лх) = ао+ а\Х + а2х2 + а^с + ... + а„х" + ... (3)

Коэффициенты а0, а\, а2 принимаются такими, чтобы эмпирическое выражение (3) по мере роста числа членов давало все более точное значение функции. Тогда, подставив в пределах НЧ-шума значение частоты вместо х, можно получить значение шума.

Методом случайной выборки было отобрано 10 ИС КР537РУ13 (статическое ОЗУ, выполненное по технологии КМОП, напряжение питания по ТУ составляет 5 В ± 10%), у которых измерялось значение среднеквадратичного напряжения шума й методом прямого измерения по выводам питание-общая точка на частотах 100, 200, 500 и 1000 Гц (для удобства измерений 200 и 1000 Гц, 100 и 500 Гц выбирались как кратные числу 5).

Ширина полосы частот Д/ = 200 Гц, время усреднения т = 2 с. По результатам измерений напряжения НЧ шума на частотах 200,

500 и 1000 Гц рассчитана функция (3) для каждой из 10 ИС и спрогнозировано значение й на частоте 100 Гц (подставив значение 100 Гц в аргумент функции) с последующим измерением истинного значения на частоте 100 Гц для сравнения с прогнозируемым значением на частоте 100 Гц. По результатам прогноза и измерений напряжения НЧ шума рассчитаны значения параметра НЧ-шума у по формуле (2) на паре частот 200 и 1000 Гц (у20о,юоо)' и ^00 Гц

(у100500). Так как параметр у может иметь разное значение в

диапазоне НЧ-шума, для нахождения более точной его величины можно применить среднеарифметическое у из двух у на разных частотах (паре частот): у2001000 и у100500 . Среднеарифметическое у,

которое принимается как приближенное к истинному значению параметра у (так как значение параметра НЧ-шума учитывается на нескольких частотах), будет иметь различие со значениями у200,1000

и У1 оо 500 * Поэтому для каждой ИС по результатам измерений и

прогноза рассчитана относительная погрешность между у2001000,

У100500 и среднеарифметическим их значением. Для сравнения

погрешности определения параметра у при прогнозе величины НЧ-шума на частоте 100 Гц и измеренном реальном значении на частоте 100 Гц вычислялись две погрешности измерений для каждой ИС по формуле:

2 __У100(пр),500 ~ 7200,1000_

отнпр среднеариф.1.(у100(пр)_500 и у200,юоо)'

„ __Уюр(изм).500 ~ Угоо.юоо_

^отн.изм — , . , '

среднеарифл.Суюо^зоо и у200,юоо)

где Г100(пр)500 - значение параметра у на частоте 100 Гц по прогнозу и на частоте 500 Гц измеренное; „, — значение параметра у на

г ' У 100(и»1),500 г ^ '

частотах 100 и 500 Гц измеренное; у - значение параметра у на частотах 200 и 1000 Гц измеренное; среД[еариф м (у100(Щ)),50„ и у200,|0|Ю) и среднеариф м.(У100(шм)500 „ У200,1000) " среднеарифметическое значение параметра у между Ую0<пР),500 и Г20010№ Уюо(изм),500 и у20о,юоо соответственно.

Результаты вычислений и измерений представлены в табл. 12.

Можно предположить, что ИС № 10 будет иметь отказ с точностью 2,48% на основе прогнозируемого уровня шума на частоте 100 Гц и 1,77% на основе измерений на частоте 100 Гц. ИС № 8 имеет максимальное значение у с погрешностью 6,03 и 5,32%. После измерений были проведены испытания на безотказность (500 ч, 85 °С). ИС № 10 имела параметрический отказ, а ИС № 8 значение параметра - тока потребления /потр, близкое к предельно допустимому значению по ТУ.

Таблица 12

Значение параметра НЧ-шума у на различных частотах при прогнозе и непосредственном измерении

№ ИС Угоодо ЗТ5100(пр).500 У100(изм),500 V (Тюо(пр>.5оо и Угоо.юоо) у ' (7ЮП(НТМ).500 и У200.1000) ^отн.пр ^отаюм

1 1,33 1,37 1,35 1,35 1,34 2,96 1,49

2 1,05 1,10 1,09 1,07 1,07 5,14 4,21

3 1,28 1,21 1,23 1,25 1,26 5,76 4,13

4 1,06 1,13 1,09 1,10 1,08 6,18 2,59

5 1,32 1,36 1,36 1,34 1,34 3,21 3,21

6 0,99 1,03 1,02 1,01 1,01 3,96 2,97

7 1,34 1,26 1,27 1,30 1,31 6,23 5,42

8 1,36 1,44 1,43 1,40 1,40 6,03 5,32

9 1,37 1,32 1,33 1,35 1,35 4,00 3,26

10 1,40 1,43 1,42 1,41 1,41 2,48 1,77

В седьмой главе показана перспективность прогнозирования значения НЧ шума по данным измерений, что может быть использовано, например, для упрощения конструкции измерителя параметра у на нескольких частотах, исключив из устройства канал селективного усиления, например на частоте 100 Гц. Изучено влияние рентгеновского облучения на параметры аналоговых ИС типа ТЬС27, ЬМР2015 и ОР64, выполненных по разным технологиям, и показана возможность выявления потенциально ненадежных ИС по влиянию рентгеновского облучения на параметр НЧ шума у.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Настоящая диссертация является научно-технической разработкой, обеспечивающей решение важной прикладной задачи -замене длительных и дорогостоящих отбраковочных испытаний новыми диагностическими методами контроля качества и надежности партий ППИ, основанными на измерении параметров низкочастотных шумов как при производстве ППИ, так и на входном контроле изготовителей радиоэлектронной аппаратуры. В работе рассмотрены НЧ шумы логических и аналоговых ИС, выполненных по биполярной и МОП технологиям, их зависимость от тока, напряжения до и после воздействия рентгеновского облучения, ЭСР с последующим отжигом, температурного воздействия.

В диссертации получены следующие научно-технические результаты:

1. Показано, что по измерению среднеквадратичного значения напряжения НЧ шума изделия при заданном токе смещения в одной точке вольт - шумовой характеристики нельзя с необходимой (не менее 0,95) достоверностью диагностировать потенциально ненадежные ППИ.

2. Экспериментально обоснована разработка новых эффективных диагностических методов на основе измерений среднеквадратичных значений напряжения и тока НЧ шума в окрестности различных частот в двух и более точках ампер -шумовой характеристики при различных внешних воздействиях температуры, ЭСР, термоциклирования, рентгеновского излучения.

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

4. Разработаны два устройства для измерения показателя формы спектра НЧ шума у. На данные устройства получен патент № 2294545, опубл. 27.102.2007, патент на полезную модель № 90218, опубл. 27.12.2009, патент № 2475767, опубл. 20.02.2013.

5. Разработан способ неразрушающего контроля устойчивости к вторичному пробою мощных МДП-транзисторов. Получен патент № 2307368, опубл. 27.02.2007.

6. Разработано три способа разделения ИС по надежности с использованием ЭСР. Получены патенты: № 2324194, опубл. 10.05.2008, № 2284539, опубл. 27.09.2006, №2386975, опубл. 20.04.2010, №2465612, опубл. 27.10.2012, № 2484489 опубл. 10.06.2013.

7. Разработан способ разбраковки полупроводниковых изделий на основе термоциклирования и измерения НЧ шума. На данный способ получен патент № 2289144, опубл. 10.12.2006.

8. Разработаны способы разделения полупроводниковых приборов по надежности и способ определения потенциально нестабильных полупроводниковых приборов на основе измерения НЧ шума и обратных токов. Получены патенты: №2258234, опубл. 10.08.2005; №2242018, опубл. 10.12.2004; №2234104, опубл. 10.08.2004.

9. 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.

10. Разработаны два новых способа разделения ИС по надежности с использованием напряжения шума при различных напряжениях питания. Получены патенты: №2311653, опубл. 27.11.2007; №2285270, опубл. 10.10.2006.

11. Разработаны два способа разделения ИС с использованием напряжения шума и показателя формы спектра у при трех различных температурах. Получены патенты: №2309418, опубл. 27.10.2007; №2292052, опубл. 20.01.2007; № 2490655, опубл. 20.08.2013.

12. Разработан способ разбраковки ППИ с использованием рентгеновского излучения. На данный способ получен патент №2472171, опубл. 10.01.2013.

13. Предложена модель прогнозирования среднеквадратичного уровня низкочастотного шума на основе эмпирических данных с помощью разложения в ряд Ньютона функции изменения НЧ шума от частоты.

14. Экспериментально показано на партии ИС типа КР142ЕН5А, что разработанные способы диагностирования имеют высокую достоверность и могут быть использованы для замены электротермотренировки.

Автор благодарит сотрудников кафедры Физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственно университета и лично д.ф.-м.н., проф. Терехова Владимира Андреевича за оказанную помощь в экспериментах по воздействию рентгеновского облучения.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих

работах:

Монографии

1. Диагностика твердотельных полупроводниковых структур по параметрам низкочастотного шума / М.И. Горлов, Л.П. Ануфриев, А.П. Достанко, Д.Ю. Смирнов. Минск: „Интегралполиграф", 2006. - 110 с.

2. Горлов М.И. Диагностика в современной микроэлектронике / М.И. Горлов, В.А. Емельянов, Д.Ю. Смирнов. Минск: „Бел наука", 2011.-367 с.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

3. 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.

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

5. 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.

6. 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.

7. Горлов М.И. Классификация надежности интегральных схем с использованием показателя формы спектра у / М.И. Горлов, Д.Ю.

Смирнов, Д.Л. Ануфриев // Известия вузов. Электроника. 2006. № 5. С. 78 - 82.

8. Горлов М.И. Измерение шумовых параметров полупроводниковых изделий / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Д.Л. Ануфриев // Измерительная техника. 2006. №12. С.46 - 49.

9. Горлов М.И. Диагностика надежности ИС по НЧ-шуму с использованием термоциклирования / М.И. Горлов, H.H. Козьяков, Д.Ю. Смирнов // Известия вузов. Электроника. 2007. № 4. С. 89 - 91.

10. Горлов М.И. Достоверность диагностических методов исследования на основе анализа низкочастотных шумов / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, H.H. Козьяков // Известия вузов. Электроника. 2009. № 1. С. 79 - 86.

11. Горлов М.И. Оценка надежности аналоговых интегральных схем с использованием измерений электрических параметров при внешних воздействиях / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов // Известия вузов. Электроника. 2009. № 5. С. 21 - 27.

12. Горлов М.И. Сравнение технологии герметизации интегральных схем на различных заводах / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, P.M. Тихонов // Приборы. 2010. №3. С. 53-55.

13. Горлов М.И. Диагностический контроль интегральных схем с использованием шумов и воздействия электростатических разрядов / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, P.M. Тихонов // Микроэлектроника. 2010. Т.39. №1. С. 21 - 27.

14. Горлов М.И. Влияние рентгеновского излучения на низкочастотный шум ИС / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Е.А. Золотарева// Известия вузов. Электроника. 2010. № 4. С. 8 - 13.

15. Горлов М.И. Способ разделения тиристоров по надежности с использованием низкочастотного шума и рентгеновского облучения / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Е.А. Золотарева // Дефектоскопия. 2010. №12. С. 23-25.

16. Горлов М.И. Способы разделения полупроводниковых приборов по надежности с использованием низкочастотного шума и рентгеновского облучения / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Е.А. Золотарева// Микроэлектроника. 2011. Т.40. №1. С. 52 - 56.

Патенты на изобретения

17. Пат. 2234104 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26, HOIR 21/66. Способ определения потенциально нестабильных полу-

проводниковых приборов / М.И. Горлов, A.n. Жарких, A.B. Емельянов, Д.Ю. Смирнов; № 2003105569/28; заявл. 26.02.2003; опубл. 10.08.2004; бюл. № 22. 4 с.

18. 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.

19. 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.

20. Пат. 2263326 Российская Федерация, МПК7 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.

21. 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. 21.02.2006; бюл. № 17. 3 с.

22. Пат. 2284539 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Способ разделения интегральных схем по надежности / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Д.Л. Ануфриев; № 2005106707/28; заявл. 09.03.2005; опубл. 27.09.2006; бюл. № 27. 3 с.

23. Пат. 2285270 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26. Способ разделения интегральных схем по надежности / М.И. Горлов, В.И. Плебанович, Д.Ю. Смирнов; № 2005105368/28; заявл. 24.02.2005; опубл. 10.10.2006; бюл. № 28. 3 с.

24. Пат. 2309418 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Способ разделения полупроводниковых изделий по надежности / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Д.Л. Ануфриев; № 2005116810/28; заявл. 01.06.2005; опубл. 27.10.2006; бюл. № 30. 3 с.

25. Пат. 2289144 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Способ разбраковки полупроводниковых изделий / М.И. Горлов, A.B. Емельянов, Д.Ю. Смирнов, Ю.Е. Сегал; № 2005101028/28; заявл. 18.01.2005; опубл. 10.12.2006; бюл. №34.3 с.

26. Пат. 2292052 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Способ разделения полупроводниковых изделий по надежности /

М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Д.Л. Ануфриев; № 2005116809/28; заявл. 01.06.2005; опубл. 20.01.2007; бюл. № 2. 3 с.

27. Пат. 2294545 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26. Устройство для измерения параметра низкочастотного шума у / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, H.H. Козьяков; № 2005133743/28; заявл. 01.11.2005; опубл. 27.02.2007; бюл. № 6. 3 с.

28. Пат. 2307368 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26. Способ неразрушающего контроля устойчивости к вторичному пробою мощных МДП-транзисторов / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Д.Л. Ануфриев; № 2005135366/28; заявл. 14.11.2005; опубл. 27.09.2007; бюл. № 27. 3 с.

29. Пат. 2311653 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Способ разделения аналоговых интегральных схем по надежности / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Д.Л. Ануфриев; № 2006107247/28; заявл. 09.03.2006; опубл. 27.11.2007; бюл. № 33. 3 с.

30. Пат. 2324194 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Способ разделения интегральных схем по надежности / М.И. Горлов, Д.Л. Ануфриев Д.Ю. Смирнов; № 2006132770/28; заявл. 12.09.2006; опубл. 10.05.2008; бюл. № 13. 3 с.

31. Пат. 90218 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Устройство измерения параметра низкочастотного шума у / М.И. Горлов, Б.К. Петров, Д.Ю. Смирнов; № 2009114133/28; заявл. 14.04.2009; опубл. 27.12.2009; бюл. № 36. 3 с.

32. Пат. 2386975 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Способ сравнительной оценки надежности партий интегральных схем / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, P.M. Тихонов; № 2008144594/28; заявл. 11.11.2008; опубл. 20.04.2010; бюл. № 11.3 с.

33. Пат. 2465612 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Способ сравнительной оценки партий транзисторов по надежности / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Е.А. Золотарева; № 2009142349/28; заявл. 17.11.2009; опубл. 27.10.2012; бюл. № 30. 3 с.

34. Пат. 2472171 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Способ разбраковки полупроводниковых изделий / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Е.А. Золотарева; № 2009144815/28; заявл. 02.12.2009; опубл. 10.01.2013; бюл. № 1. 3 с.

35. Пат. 2475767 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Устройство для измерения параметра низкочастотного шума у / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, P.M. Тихонов; № 2009142339/28; заявл. 17.11.2009; опубл. 20.02.2013; бюл. № 5. 3 с.

36. Пат. 2484489 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Способ отбраковки полупроводниковых изделий пониженного уровня надежности / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Е.А. Золотарева; № 2010113195/28; заявл. 05.04.2010; опубл. 10.06.2013; бюл. № 16. 2 с.

37. Пат. 2490655 Российская Федерация, МПК7 7G01R 31/26 Способ сравнительной оценки надежности полупроводниковых изделий / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, P.M. Тихонов, Д.М. Жуков; № 2010130604/28; заявл. 20.07.2010; опубл. 20.08.2013; бюл. № 23. 2 с.

Статьи и материалы конференций

38. Горлов М.И. Влияние электростатических разрядов на электрические параметры ИС типа KA1034HP3 / 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.

39. Горлов М.И. 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.

40. 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. конф. Воронеж, 2004. С. 665-672.

41. 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. конф. М., 2004. С. 243.

42. Горлов М.И. 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. научн. - техн. семинара. М., 2005. С. 14 - 16.

43. 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.

44. 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.

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

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

47. Горлов М.И. Неразрушающий метод контроля устойчивости к вторичному 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.

48. Горлов М.И. Диагностический контроль надежности интегральных схем с использованием шумов и воздействия электростатических разрядов / М.И. Горлов, Д.Л. Ануфриев, Д.Ю. Смирнов // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. С. 173 - 177.

49. Горлов М.И. Методы выборочной сравнительной оценки партий полупроводниковых приборов по качеству и надежности / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, P.M. Тихонов // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. С. 36-43.

50. Горлов М.И. Способы разделения аналоговых интегральных схем по надежности с использованием параметров низкочастотного шума / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов // Микроэлектроника: материалы докл. научн. — техн. конф. преподавателей и студентов ВГТУ Воронеж: ВГТУ, 2009. С. 10.

51. Горлов М.И. Способы разделения полупроводниковых изделий по надежности / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов //

Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2009. С. 43 - 48.

52. Горлов М.И. Способы сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых изделий / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, P.M. Тихонов // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2010. С. 194 - 198.

53. Горлов М.И. Модель прогнозирования низкочастотного шума / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Е.А. Золотарева // Радиолокация, навигация и связь: материалы докл. научн. - техн. конф. Воронеж, 2010. С. 524 - 527.

54. Горлов М.И. Способы разделения полупроводниковых изделий по надежности / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов // Производство электроники. 2010. № 7. С. 1 -3.

55. Горлов М.И. Способы разделения полупроводниковых приборов по надежности с использованием шумовых параметров / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Е.А. Золотарева // Шумовые и дегра-дационные процессы в полупроводниковых приборах: материалы докл. научн. - техн. семинара. М., 2010. С. 65 - 69.

56. Gorlov M.I. Reliability of Diagnostic Methods Based on Low Frequency Noise Analysis / M.I. Gorlov, D.Yu. Smirnov, N.N. Koz'yakov // Semiconductors. 2009. Vol. 43. No. 13. pp. 1737-1741.

57. Горлов М.И. Способы разделения полупроводниковых изделий по надежности / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Е.А. Антонова// Радиолокация, навигация, связь: материалы докл. науч-техн. конф. Воронеж, 2011. С. 522-527.

58. Горлов М.И. Способ разделения тиристоров по надежности с использованием шумовых параметров и рентгеновского облучения У М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Е.А. Золотарева // Шумовые и дегра-дационные процессы в полупроводниковых приборах: материалы докл. науч.-техн. семинара. М., 2011. С. 61 - 65.

59. Горлов М.И. Влияние рентгеновского излучения на электрические параметры транзисторов КТ602 / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Е.А. Антонова // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. Т 7. № 1. С. 8 - 13.

Диссертации

60. Смирнов Д.Ю. Диагностические методы оценки надежности интегральных схем с использованием шумовых параметров: дис.

канд. тех. наук: 12.11.06: защищена 12.12.06: утв. 13.04.07 / Смирнов Дмитрий Юрьевич. — Воронеж, ВГТУ. - 113 с.

Подписано в печать 22.01.2014г. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Зак. №7

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