Диагностические методы оценки качества и надежности полупроводниковых приборов с использованием низкочастотного шума

• Автор: Жарких, Александр Петрович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 98 с. : ил.

Содержание

Общая характеристика работы .

Глава 1. МОДЕЛИ МЕХАНИЗМОВ ШУМА В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ПРИБОРАХ

1.1 Виды шумов в полупроводниковых приборах

1.2. НЧ шум в различных полупроводниковых приборах.

1.3 Физические модели механизмов 1Л шума в полупроводниковых приборах.

1.3.1 Модель на основе генерационнорекомбинационной теории.

1.3.2 Объяснение 1Л спектра случайным распределением поверхностного потенциала

1.3.3 Генерация НЧ шума, обусловленная подвижностью свободных носителей заряда в поверхностной зоне инверсионных слоев.

1.3.4 Модель с использованием туннельного эффекта

1.4. Возможности НЧ шума как прогнозирующего параметра
надежности.
Выводы к главе 1.
Глава 2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ НИЗКОЧАСТОТНОГО ШУМА
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
2.1. Предварительный усилительт.
2.2.Основной усилитель.
2.3. Детекторы и фильтры.
2.4.Корреляционный метод измерения низкочастотного шумов
2.5.Установка для измерения низкочастотного шума.
Выводы к главе 2.
Глава 3. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНО НАНАДЕЖНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ПО НИЗКОЧАСТОТНЫМ ШУМАМ
3.1 Диагностика биполярных транзисторов по шумам переходов
3.2. Определение потенциально нестабильных полупроводниковых приборов по ампершумовым характеристикам
3.3. Способы контроля качества и надежности полупроводниковых приборов с использованием шумов и воздействия электростатических разрядов.
3.4. Способ определения потенциально нестабильных
полупроводниковых приборов.
3.5. Способ определения потенциально нестабильных
полупроводниковых приборов с использованием разности температур
3.6. Способ разделения полупроводниковых резисторов по
надежности.
3.7. Влияние электростатических разрядов на значения
низкочастотного шума варикапов типа КВ 7.
Выводы к главе 3.
Глава 4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАССМОТРЕННЫХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПО РАЗЛИЧНЫМ КРИТЕРИЯМ.
4.1. Исследование достоверности новых способов диагностики
полупроводниковых приборов на примере транзисторов КТГМ
4.3. Исследование достоверности новых способов диагностики полупроводниковых приборов с использованием ЭСР на примере
транзисторов КТ2А
Выводы к главе 4.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Одной из особенностей производства ПП является то, что в каждой выпускаемой партии приборов, полностью соответствующей по качеству и надежности требованиям нормативно-технической документации, то есть техническим условиям (ТУ) и конструкторской документации (КД), имеются приборы, различающиеся по надежности на два и более порядка, то есть присутствуют приборы со скрытыми дефектами, которые могут отказать как в период приработки, так и в период нормальной работы, и приборы, которые обладают повышенной по сравнению с основной массой приборов надежностью. Для устранения из партии потенциально ненадежных ПП проводятся сплошные отбраковочные испытания, включающие испытания при повышенной и пониженных температурах, термониклирование, электротермотренировку (ЭТТ) и т. Задачей производственников является нахождение такого метода отбраковки ПП в процессе их производства, который позволял бы, во-первых, отбраковывать потенциально-ненадежные приборы; во-вторых, заменить длительные и дорогостоящие отбраковочные испытания, например ЭТТ, на диагностические методы, которые были бы не менее эффективными, но более дешевыми. В настоящее время известно множество диагностических методов отбраковки потенциально-ненадежных ПП (использование ш-характеристик, тепловых характеристик, и др. ПП вместо дорогостоящих отбраковочных испытаний. Поэтому главной задачей в разработке новых и модификации известных методов диагностирования ПП является повышение их достоверности до уровня не менее - %, что требуют национальные стандарты стран с развитой электронной промышленностью [3]. Наиболее перспективным методом диагностирования ПП из-за простоты его реализации, является метод низкочастотных (НЧ) шумов. Но достоверность этого метода составляет порядка %, а известные модификации позволяют повысить достоверность данного метола только до - % [4]. Зачастую в производстве возникает необходимость не только отбраковки потенциально-ненадежных ПП, но и выделить из партии группу приборов с повышенным уровнем надежности. Работа выполнялась по теме ГБ- ’’Исследование полупроводниковых материалов, приборов и технологии их изготовления” и ГБ- ’’Исследование и моделирование физических процессов в полупроводниковых материалах и приборах”. Цели и задачи работы. Целью настоящей диссертации является разработка новых диагностических методов отбраковки потенциально-ненадежных ПП на основе измерения НЧ шумов, способных заменить дорогостоящие и длительные отбраковочные испытания как при производстве ПП, так и на входном контроле предприятий- изготовителей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), а также позволяющих выделить из партии ПП группу высоконадежных приборов. Спроектировать и разработать установку для измерения НЧ шумов. Разработать новые методы диагностирования потенциально-ненадежных ПП, основанные на измерении НЧ шумов, и изменении шумов до и после воздействия электростатических разрядов (ЭСР). Разработать способ выделения группы ПП повышенной надежности. Провести анализ взаимозависимости новых методов диагностики ПП, сравнение достоверности, получаемых по ним результатов, используя статистические методы. Научная новизна работы. Разработан способ разделения полупроводниковых приборов по надежности на основе разности температур. Реализация результатов работы, практическая ценность. Разработана установка для автоматического снятия ампер-шумовых характеристик полупроводниковых приборов. На принцип положенный в основу, подана заявка на изобретение. Разработан способ определения потенциально ненадежных транзисторов, позволяющий путем измерения и сравнения НЧ шумов различных переходов выявить потенциально ненадежные транзисторы. На данный способ получен патент (Ы 3 от ). Разработаны способы определения потенциально ненадежных и потенциально нестабильных полупроводниковых приборов на основе измерения НЧ шума до и после воздействия ЭСР, позволяющие отбраковать потенциально ненадежные и нестабильные транзисторы. На данные способы получены патенты на изобретения (Ы 5 от , N 4 от , N 7 от ).