Неразрушающие испытания

Готовые полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы, подвергнутые воздействию, основанному на разрушающих методах контроля, не подлежат поставке потребителю. Поэтому широкое распространение получили неразрушающие методы контроля и испытаний, применяемые для контроля изделий в процессе их разработки, изготовления и применения. Наибольшее распространение получили следующие методы неразрушающих испытаний.

Оптический метод основан на эффектах взаимодействия различных спектров светового излучения (инфракрасного, ультрафиолетового, видимого) с исследуемым объектом (применяются эффекты поляризации, поглощения, интерференции и рассеяния света на неоднородностях). Данный метод обладает высокой чувствительностью, что позволяет отследить профиль концентрации в р — n -переходах, латеральное распределение загрязнений.

Радиационный метод основан на взаимодействии ионизирующих излучений и частиц высоких энергий с контролируемым объектом и базируется на «просвечивании» исследуемого объекта с регистрацией теневого изображения на фотопленке, флуоресцирующем или телевизионном экране. С его помощью можно проводить физический анализ схемы в корпусе, идентификацию загрязнений, физико-химический состав слоев, определять места электромиграции, образование интерметаллических соединений.

Тепловой метод основан на регистрации тепловых полей или температуры контролируемого объекта, при этом используются термочувствительные краски, термобумага, жидкие кристаллы, наносимые на поверхность исследуемого изделия, термопары, специальные термометры, имеющие тепловой контакт с объектами измерения. Кроме того, используются различные термозависимые параметры приборов, например прямое падение напряжения на р — n -переходе или обратный ток.

Метод растровой электронной микроскопии основан на регистрации в амплитудном, яркостном или цветовом виде на экране электронно-лучевой трубки результатов взаимодействия сфокусированного первичного электронного луча в режиме сканирования с веществом исследуемого объекта или со связанными с ним электромагнитными полями. С помощью данного метода обнаруживают участки выгорания на дорожках алюминия, нарушение окисных слоев, царапины, трещины.

Электрофизический метод основан на исследовании закономерностей изменений электрофизических характеристик и параметров приборов и интегральных микросхем, например ВАХ р — n -переходов, их характерных участков, определяющих надежностные характеристики приборов в целом.

К электрофизическим испытаниям и методам контроля можно отнести:

- контроль качества полупроводниковых приборов и интегральных микросхем по шумовым характеристикам. Так, наличие дефектных токопроводящих пленок при большом токе (j = 10⁷ А/см²) обнаруживается по увеличению на несколько порядков уровня токовых шумов, это явление может использоваться для отбраковки ИС;

- контроль полупроводниковых структур по рекомбинационному излучению. Регистрируя рекомбинационное излучение с помощью фотоэлектронного умножения, можно наблюдать поле распределения рекомбинационного излучения по кристаллу и выявить места локализации тока по повышенному уровню интенсивности излучения. Разрешающая способность метода по линейным размерам лежит в пределах 1-1,5 мкм, по минимальной мощности излучения в пределах 10 ^-8-10 ^-10 Вт;

контроль тепловых параметров с использованием переходных тепловых характеристик. По уровню перегрева полупроводниковой структуры, работающей в активном режиме, можно определить качество напайки кристалла на кристаллодержатель. Для регистрации переходных тепловых характеристик и определения температуры перегрева применяются инфракрасные радиометры. По результатам измерения температуры перегрева строятся гистограммы распределения полупроводниковых структур по уровню перегрева. Удаляя из полученного распределения структуры со значительным перегревом по сравнению со средним уровнем, можно существенно повысить надежность приборов, изготовленных из проверенных структур;

применение жидких кристаллов для контроля приборов. При контроле качества структур и диагностике их дефектов, воздействия тепловых и электрических полей рассматриваются как возмущающие факторы, переводящие жидкие кристаллы в изотропное состояние. Например, термооптический эффект, сопровождающийся изменением цвета и светопропускания кристалла, вызывается тепловыми нагрузками; электрические поля приводят к возникновению эффекта динамического рассеяния света, связанного с турбулентным движением молекул нематика и т.д.;

- ускоренные испытания.

Поиск по сайту: