Введение к работе
Актуальность работы. Совериенствование системы обеспе
чения а контроля качества и надежности изделий является од
ной из важнейших проблем, влияющих на оошально-энономачес-
кий прогресс и. обороноспособность нашей страны. Особенно ве
лико значение этой проблемы для производства интегральных
микросхем (НС),, которые являвтся основной элементной базой
современной радиоэлектронной аппаратуры. Анализ эксплуатаци
онной наденноста аппаратуры показывает, что основной причиной
ее отназов является скрытне дефекты в ИС, которые практически'
не внявляются на входном контроле и при ароизводсгве аппаратуры.
Относительно высокий уровень скрытых дефектов в ИС обусловлен
недостаточной точностью, стабильностью и контролируемостью тех
нологически процессов их изготовления, низкой оперативностью
и информативностью испытаний ИС.
Большое число параметров режимов и условий проведения технологических операций (ТО) в производстве ИЗ, а такае видов дефектов п механизмов отназов ИС наряду с длительным циклом накопления данных об отказах приводит к высоким временным и экономическим затратам при решении задачи обоснования полноты (состава я объема) технологического контроля на основе сущест-вуодих статистических методов.
Ускоренные испытания, как средство повышения оперативности оценки надеяноога, для ИС практически не. используются. Это связано с тем, что вследствие высокой потенциальной надежности ИС для них неприемлема статистические методы оценки коэйи-циента ускорения, основанные на проведении натурных испытаний, а физический подход вследствие многообразия механизмов отказов ИС и влияния на них скрытых дефектов является к настоящему времени недостаточно проработанным для Ж и требует также высоких временных и экономических затрат. Неизученными являются вопроси оперативной оценка надежности ИС на основе информация, получаемой в ходе их производственного контроля и технологических испытаний. Поэтому дальнейшее развитие методов контроля качества микросхем в процессе производства, л такие оперативных методов оценки их надежности является актуальной проблемой, км еще а не только научное, но и больное практическое значение.
Целью данной работы является разработка комплекса методов по повышению эффективности контроля качества и надежности при производстве микросхем на основе изучения и использования накопленной но многим предприятиям и типам микросхем информации о спектре видов и механизмов отказов ИС со всех этапов их жизненного цикла, анализа взаимосвязи видов и механизмов отказов с параметрами технологических операций.
Для достижения цели работы проведена исследования по решению следующих задач:
I) по разработке метода определения вагаяейших параметров технологических операций и изготавливаемых физических структур г.икросхем, контроль которых позволит свести к минимуму уровень скрытых дефектов в выходной продукции и вероятность проявления в эксплуатации доминирующих видов и механизмов отказов при экономически приемлемых затратах на проведе-шіе контроля; 2) по совершенствованию методов и критериев оценка качества технологических процессов изготовления микросхем при их аттестации; 3) по разработке методов оптимизации наиболее энергоемких технологических отбраковочных испытании микросхем (элекгротермогренировки); 4) по разработке .методов оперативного контроля надежности ИС (интенсивности отказов) на основе их технологического контроля и испытаний; Ь) по разработке методов ускоренных испытаний микросхем, учитывающих, различающиеся по скорости деградаїшоннкх процессов многообразные механизмы отказов ИС.
Научная новизна.
-
Разработан метод экспертко-стотистического ранжирования параметров технологических операций (ТО) по степени их влияния на надежность ИС и эконоыич. jcra их контроля, возводящий в отличие от известных методов определять важнейшие параметры ТО оптимизировать объем их контроля на основе как статистической, так и экспертной информации о причинах отказов ІЮ.
-
Разработана модель ранних отказов ИС и обоснована воз-мсшость ее использования для оптимизации продолжительности олектротермотренировкн (ЭТТ) и оперативного контроля надежности производственных партий Ж по доле отказов в процессе ЭТТ.
-
Предложено и обосновано использование данных о спектре :.;пханиз...0Б отказов (относительно;! доли проявления различных :j!?.\;j::'.13:.!3e отказов в oO.",e:.i потоке отказов) в различных ро::.п-
мах и феноменологических моделей ускорения механизмов отказов для оценки коэффициента ускорения испытаний на надежность KG. , .4. Обоснована возможность и разработан метод оптимизации объема ускоренных испытаний, необходимого для подтверждения требований по долговечности и интенсивности отказов при испытании одной Виборга.
Практическая значимость. Разработанные методы составили методическую основу для установления: единых требований по контролю технологических процессов изготовления микросхем - в ССТ II.20.9903-86 и ОСТ 11.20.9902-89; методики оатшлазаоди ЭТТ - в ОСТ 11.073.013-83; допустимого процента отказов ИС в процессе ЭТТ - в ОСТ 11.073. 012-87, OCT В 11.0398-87; зависимости надежности микросхем серии 564 от теаяературы-в ТУ; объема выборки и продолжительности ускоренных испытанна на долговечность - в ОСТ В II.073.012, ОСТ В II. 0398-87. По результатам исследований разработан и внедрен РД II. 0755-ЭО "Микросхемы интегральные. Метода ускоренных попитаний на безотказность а долговечность".
На защиту выносигоя:
метод и результаты ранжирования параметров технологических операций и изготавливаемых структур КС по степени их влияния на надежность ИС и метод оптимизация технологического контроля на основе результатов ранжирования;
метод оптимизации продолжительности ЭТТ и оперативного контроля надежности партий ИС по доле отказов в процессе ЭТТ;
метода и результаты оценки моделей ускорения отказов Ж для форсированных режимов испытаний на безотказность и долговечность;
метод оптимизации объема ускоренных испытаний Ж на долговеч- ' н.ость с подтверждением требований по интенсивности отказов.
Использование результатов работы. Внедрение на предприятиях НЭП єдиних требований по контролю в&тейшх параметров технологических операци:-; способствовало снижению процента рекламаций в среднем по KG з 3-5 раз в 1983-1990 гг. по сравнению с IS80-I985 гг. Разработанные методы і; результаты опенки параметров моделей ускорения отказов ИС использован!; пра отработке и введении в ТУ ре;.глков и пуо-дшшиельности ускорении испытания на безотказность я долгопочносгъ для 100 типов йзироохом на 7 предприятиях :,'.ЭП. Внедрение разработанных методов позволит получить экономический зй
Нублик"Ц?:;. По результата.! диссергаь'и:і опубликовало 14 почати:.".-
работ, сделано 6 докладов на конференциях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа о ос- , тоиг из введения, четырех глав, заключения, описка литературы и приложения. Работа содержат 232 страницы, включая 126 страниц текста, II страниц рисунков, 25 страниц таблиц,' 53 страницы приложения и список литературы из 127 наименований.
