Реферат: Контроль при производстве интегральных микросхем - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Контроль при производстве интегральных микросхем

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 190 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Методы контроля в производстве интегральных микросхем - 5 - При изготовлении интегральных схем очень важным является контроль технологических про цессов . Хорошо организованный контроль обеспечива ет высокий прицент выхода годной продукции . Успешный контроль изготовления интегральных ми кросхем в основном зависит от знания процесса производства и заключается в изме рении и визуальной проверке основных операций технологического процесса , а также в испо льзовании полученой информации для корректирован ия технологических режимов . Методы технологическо го контроля , исполь з уемые в произв одстве ИМС , можно объединить в три группы : поопер ационный контроль , визуальный контроль , тестовые ИМС. Методы пооперационного контроля после технологических процессов эпитаксии , дифф узии и других те же , что и в произ водстве дискретных прибор ов.Сюда входят и змерения толщин пленок , глубин p-n - переходов , поверхностн ой концентрации и др ., производимые на спе циальных контрольных образцах , помещаемых вместе с обрабатываемыми пластинами на данную о перацию. Метод визуального контроля играет важную роль в производстве ИМС , несмотря н а кажущуюся тривиальность . Он включает осмотр схем под оптическим микроскопом и исполь зование различных средств визуализации – наб людение термографии и др. Наконец , один из основных методов конт роля параметров ИМС на разл ичных техн ологических этапах – это применение тестовых структур . Рассмотрим более подробно два п оследних метода. Визуальный контроль . Существенные данные о состоянии пластины можно получить визуальной проверкой с по мощью микроскопа с большим увеличением – от 80 х д о 400 х . При эт ом выявляются такие показатели , как состояние поверхности , избыточное или недостаточное тр авление , изменение толщины окисного слоя , прав ильность перехода и др. Одним из наиболее опасных дефектов яв ляется пористость окисного слоя , легк о обнаруживаемая при визуальной проверке схемы под микроскопом . Это – небольшие отверстия в окисном слое , вызванные либо пылью при нанесении фоторезиста , либо повреждением фотошаблона . Если этот дефект окажется в к ритической точке , то последующая диффузи я примеси может вызвать короткое замыкан ие перехода и выход из строя всей мик росхемы. Одним из эффективных методов визуализации является использование сканирующего электронног о микроскопа , позволяющего наблюдать топографичес кий и электрический рельеф интегр альной микросхемы . Это наблюдение обеспечивает нера зрушающий характер контроля . Для наблюдения н еобходимо , чтобы поверхность микросхемы была открытой . Резкое изменение потенциала на пове рхности вызывает изменение контраста изображения , формируемого вторич н ыми электронами , и свидетельствует о разомкнутой электрическ ой цепи или о перегретых участках . Этим методом можно легко обнаружить загрязнение перехода , частицы пыли , проколы в окисном слое и царапины на тонком слое металли зации . Нормальный градиент потен ц иала в резисторе можно наблюдать в виде р авномерного изменения цвета от темного на одном конце резистора до светлого на д ругом его конце , при этом подложка имеет более высокое напряжение смещения , как эт о обычно бывает и интегральных микросхемах . Изображе н ие резистора поэтому буде т рельефным . Установив ряд таких изображений интегральных компонентов , соответствующих норме , можно судить на основании сравнения с этими эталонами об отклонениях и вызвавших их причинах . Увеличение энергии электронов в луче позво л яет проникать в поверхностный слой для обнаружения таких д ефектов , как трещины. Для измерения термических профилей с выявлением перегретых участков разработан инфрак расный сканирующий микроскоп . Микроскоп включает ИК - детектор с высокой разрешающей способ н остью , объединенный с прецизионным скани рующим и записывающим устройствами . Чувствительны м элементом является пластина антимонида инди я , поддерживаемая при температуре жидкого азо та . Такую аппаратуру используют для оценки качества конструкции данной микро с хемы в отношении рассеяния тепла и мощнос ти . Термосканирующий прибор имеет следующие д остоинства : высокая разрешающая способность– порядка 1*10 -3 мм 2 , высокая чувствительность к изменению температуры – порядка 2°С , широкий температурный диапазон– от 30 до нескольких сотен градусо в , высокая скорость срабатывания – единицы мкс , неразрушающее и бесконтактное измерение. В планарных структурах на поверхности схемы хорошо видны горячие участки , возника ющие в результате наличия проколов в окис ле и диффузионных кан алов в полупрово днике . Отклонения от нормы обнаруживают путем сравнения с нормально функционирующими станд артами ИМС . В последние годы широкое приме нение получили термографические системы , основанн ые на использовании термочувствительных красок . Пленки из т ермочувствительных красок , в том числе жидких кристаллов , нанесенны е на поверхность интегральной микросхемы , пос тавленной под нагрузку , окрашиваются в различ ные цвета , что позволяет , наблюдая ИМС под микроскопом , фиксировать изменение температуры с точнос т ью до 0.5° С. Тестовые интегральные микросхемы . Наличие в интегральных микр осхемах большого количества конструктивных элеме нтов– по несколько сотен и тысяч пересеч ений проводников , переходов со слоя на сло й , областей и выводов активных и пассивных компонен тов , контактных площадок и др . Практически исключает 100%-ный контроль всех элементов по электрическим параметрам из-за высокой трудоемкости этой операции . В это же время необходимость такого контроля , осо бенно на этапе отработки и совершенствования техно л огии , очевидна. Для контроля электрических характеристик структур и качества проведения технологических операций используют специально изготовляемые и ли размещаемые на рабочей подложке структуры , называемые тестовыми микросхемами . Основной принцип их постр оения состоит в том , что тестовая микросхема по отношению к реальной должна быть изготовлена по тому же технологическому маршруту , содержать все конструктивные элементы в различных сочетаниях и обеспечивать удобство их контроля во время испытаний и оценку качества технологического процесса . Удобство контроля до стигается либо последовательным , либо параллельны м включением в электрическую цепь элементов микросхемы . Тестовые микросхемы состоят из набора нескольких сотен однотипных элементов– диодов , транзистор о в резисторов , перех одов со слоя на слой , пересечений проводни ков и др . с контактными площадками и т акой коммутацией , которая позволяет при надоб ности изменить каждый элемент схемы отдельно или проконтролировать сразу группу элементов . Например , тестовая р е зисторная с хема является последовательной схемой , содержащей 200 элементов , между которыми имеются контактны е площадки . Если в реальной ИМС встречаютс я высокоомные и низкоомные резисторы , то д елают две различные тестовые микросхемы , отоб ражающие специфику каждого типа резис торов . Аналогичный подход используется для те стовых микросхем транзисторов и диодов. Наряду с тестовыми микросхемами контроль отдельных компонентов , в первую очередь д иодов и транзисторов , производится с помощью тестовых кристаллов . Тесто вый кристалл содержит набор изолированных элементов , встреча ющихся в интегральной микросхеме (рис .1). Его р азмеры близки к размеру чипа и на пла стине расположено тестовых кристаллов столько же , сколько размещается интегральных микросхем. Применение тестовы х микрос хем и кристаллов позволяет организовать эффек тивный технологический контроль производства ИМС и сократить трудоемкость при проведении при проведении испытаний на надежность БИС , особенно на этапе отработки технологии. С повышением функциональной сл ожности интегральных микросхем резко возрастает труд оемкость и сложность операций контроля их параметров . Практически невозможно проверить ин тегральную микросхему без автоматизированных кон трольно измерительных систем. К основным видам контрольных испытани й интегральных микросхем относятся : * Параметрический кон троль * Функциональный контроль * Диагностически й контроль Целесообразность и эффективность применения различных видов контроля зависит главным образом от сложно сти и степени интеграции микросхем , типа л огических элементов и целей контрольных испыт аний. Параметрический контроль . Используется для микросхем с м алой интеграцией и включает в себя измере ния основных параметров на постоянном токе . Кроме того , данный вид предусматривает пров едение проверки правильности выполнения несложны х логических функций , которая проводится одно вре менно с последовательным измерением вы ходных электрических сигналов после подачи оп ределенной комбинации калиброванных сигналов ток а или напряжения на входы интегральной сх емы. Следует отметить , что эффективность парам етрического вида контроля с точки зрен ия оценки работоспособности микросхемы в целом с повышением степени интеграции ум еньшается , а измерение некоторых процессов , та ких , как время нарастания и спада сигнала , становится нецелесообразным. Функциональный контроль. Используется для проверки интегр альных схем с высокой степенью интегр ации и включает в себя проведение статист ических и динамических измерений на базе контрольной тестовой таблицы , составленной , наприм ер , с помощью ЭВМ с учетом минимизации количества входных кодовых комбинаций . Функцион а льный контроль позволяет проводить проверку больших интегральных микросхем в условиях , близких к эксплуатационным. Диагностический контроль. Наиболее эффективен при проведении испытаний гибридных интегральных микросхем , в которых в принципе возможна замена неисправных элементов , расположенных на общей подложке. Сложность и многообразие программы функци онального и диагностического контроля интегральн ых микросхем требуют обязательного использования ЦВМ и специальных автоматизированных систем . Автоматизированн ые системы , используемые для контроля интегральных микросхем , характериз уются следующими основными параметрами : производительность ю , максимальным числом выводов , максимальным ч ислом разрядов кодовой комбинации , выдаваемой одной командой за один цикл управл ени я , числом контрольных постов в системе , с которыми возможна одновременная работа , сост авом и универсальностью программного обеспечения , возможностью выполнения параметрического контро ля. Принцип работы автоматизированной системы функционального контроля интегральных микрос хем с применением ЦВМ состоит в следующем. По команде от ЦВМ в счетчик адрес а памяти записывается начальный адрес входных тестовых комбинаций , а в регистр адреса контролируемой тестовой комбинации – соотве тствующий адрес . На компаратор подается от ЦВМ ожидаемая комбинация входных сигналов . Несколько разрядов запоминающего устройства входных тестовых комбинаций выделено для хра нения определенного числа циклов тактового ге нератора В течение периода хранения на вх одные выводы интегральной схемы должн а подаваться одна и та же тестовая ко мбинация . Число циклов в обратном коде пер еписывается в счетчик повторений тестовых ком бинаций , на счетный вход которого поступают тактовые импульсы . При его заполнении увели чивается содержимое счетчика адре с а памяти и опрашивается запоминающее устройств о входных тестов по новому адресу . При равенстве адреса счетчика памяти и регистр а контролируемой комбинации прекращается подача тактовых импульсов , компаратор стробируется по времени , фиксируя входные импульс ы последней тестовой комбинации. Путем записи в регистр адреса контрол ируемой комбинации различных адресов проверяется интегральная микросхема с динамической логик ой на всех тестовых комбинациях . Кроме ука занных элементов система включает в себя схему сравн ения , схему выдачи входных воздействий и вентиль . Наиболее эффективными методами контроля качества соединений являются испытани я на механическую прочность и металлографичес кий анализ. Для проверки механической про чности соединений существует мно го приспос облений и установок , а также способов испытаний . Например , при испытании на срез структуру с подсоединенными вывода ми подвергают растяжению силой , действующей п араллельно поверхности подложки . Если прочность соединения составляет менее 70% прочности прим е ненной проволочки , соединение считае тся качественным . Испытание соединений на отр ыв выполняется путем многократных изгибов выв ода под углом 30, 45 и 90° относительно поверхно сти подложки (установка УКПМ -1). Прочность клеевых соединений определяют и спытани ями на разрыв . Прочность клеевого соединения на разрыв должна быть не менее (125...150)*10 5 Н / м 2 . Металлографический анализ заключается в обследовании поперечных или косых шлифов и позволяет выявить их внутреннюю структуру и обнаруживать не смоченные при пайке участки , проплавлен ия , микротрещины , раковины , поры , интерметаллически е включения , следы диффузии припоя по гран ицам зерен. Рентгеновская дефектоскопия с помощью расходящегося пучка по зволяет обнаруживать внутренние дефекты и дае т достаточную информа цию о надежности соединений . В отличие от металлографического анализа этот метод неразрушающий. Контроль деталей после холодн ой штамповки выполняется визуаль ным осмотром . Основные виды брака после хо лодной штамповки и их причины приведены в табл . 1. Размер деталей . Измеряют универ-сальными измерительными инструментами : штангенциркулем , микрометром , инд икатором и оптическим прибором – инструмента льным микроскопом. Плоскость поверхнос тей деталей проверяют методом светов ой щели с помощью лекальной линейки . Глаз человека способен улавливать просвет в 0.003...0.004 мм. Контроль на герметичность проводится дважды : после изготовления основания корпуса с изолированным и выводами и после герме тизации микро схем . Герметичность спая выводов с материалом основания или герметичность микросхемы в корпусе характеризуется скоростью натекания ге лия . Для готовых микросхем з а критерий герметичности принята скорость нат екания гелия (см 3 / с ) при разности да влений снаружи и внутри корпуса 10 5 Па. Корпусы высокого качества имеют скорость натекания , не пре вышающую 10 -8 см 3 / с. Проверка оснований корпусов н а герметичность выполняется с помощью специальных приспособлений , позволяющих с помощью вакуумных уплотнений создавать объем , замкнутый на контролируемую деталь. Существует много методов контроля на герметичность . Наиболее часто применяются масс-спектрометрический , вакуум– жидкостный и влажностный методы. Масс-спектрометрический метод основан на индикации атомов гелия , вытекающих через имеющиеся в от дельных узлах или загерметизированных корпусах течи . Применение гелия для обнаружения тече й объясняется тем , что он является самым подвижным газом и обладает высокой прони кающей способностью . Гелий вводится в корпус м и кросхемы либо при герметизации , либо путем длительной выдержки уже загер метизированных микросхем в специальных герметиче ских камерах– бомбах , заполненных после предварит ельной откачки гелием до давления (3...5)*10 5 Па . За время выдержки (3...48ч ) в бомбе в корпусы микр осхем , имеющих течи , проникает гелий . Микросхем ы извлекают из бомбы и помещают в ста кан установки , например полуавтомата УКГМ -2 с трехпозиционной каруселью . Поворотом карусели с такан переходит в новую позицию , уплотняется и откачивается . После откачки объ ем стакана автоматически переключается на теч еискатель , который преобразует истечение гелия в электрический сигнал . Если сигнал превыша ет установленное значение , ИМ бракуется. Масс-спектрометрический метод отличается высо кой чувствительностью . К недостаткам относят ся : низкая производительность (100...200шт / ч ), сложность обслуживания устан овок. Вакуум– жидкостный метод основан на регистрации пузырьков во здуха , выходящих через течи корпуса в жидк ость , над которой создают разряжение около 10...15 Па. Жидкость– керосин или уайт-спирит пр едварительно вакуумируют , т.е . выдерживают в те чение часа при давлении 700 Па и при тем пературе 70...120°С . Микросхемы погружают в жидкост ь . Если в корпусе имеется течь , то за счет разницы давлений внутри и вне к орпуса газ будев выходить наружу в виде струйки мелких пузырьков . Таким обра зом , при визуальном наблюдении обнаруживается место течи . Метод прост , оперативен , более производителен - до 700шт / ч , но менее чувствителен и поэтому позволяет обнаруживать только грубые течи . Метод применяется как предварительн ый для обработки корпусов с большими теча ми перед окончательным контролем масс-спектрометр ическим методом. Компрессионно-термический метод - разновидность предыдущего метода . Корпусы опускаются в нагретое обезвоженн о е силиконовое масло . Нагрев до 200°С повышае т чувствительность метода. Влажностный метод контроля наиболее прост , надежен и поз воляет одновременно контролировать , кроме гермети чности , стойкость покрытий корпусов на воздей ствие повышенной влажности . Микрос хемы вы держивают в камерах тепла и влаги в т ечение нескольких суток в условиях повышенной влажности (95...98%) при температуре (40 ± 5) °С . Критерием забраковк и является ухудшение электрических параметров вследствие проникновения влаги в корпуса . О днако в ка мерах тепла и влаги отб раковываются ИМ только с грубыми течами . К роме того , камера не позволяет оперативно обнаруживать негерметичность ИМ с хорошо защи щенными структурами . Проникновение влаги в ко рпус таких ИМ обнаруживается значительно позж е , когда прои з ойдет отказ , наприме р , из-за корозии интерметаллических соединений. Список использо ванной литературы : Малышева И.А . “ Технология производства и нтегральных микросхем ” , М ., Радио и связь 1991. Курносов А.И . “ Технология производства полупроводниковы х пр иборов и интегральных микросхем ” М ., 1979.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
С тех пор, как разрешили однополые браки, теперь даже у мужчин появилась возможность удачно выйти замуж.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru