TESTING SEMICONDUCTOR PRODUCTS USING LOW-FREQUENCY NOISE PARAMETERS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

This article is a continuation and addition of the article with the same title published in the journal «Defectoscopiya» No. 1 for 2022, which provides six ways to assess the quality and reliability of semiconductor products (SCP) using low-frequency (LF) noise parameters. This article presents a generalization of the results previously obtained by the authors and describes four more methods for diagnosing and evaluating the reliability of SCP by changing the parameters of low-frequency noise under additional external influences such as electrostatic discharge and (or) thermal annealing. It is shown that additional impacts make it possible to increase the reliability of the assessment of the reliability of the SCP.

About the authors

M. I Gorlov

Voronezh State Technical University

Email: m-gorlov@inbox.ru
Voronezh, Russia

V. A Sergeev

Ulyanovsk Branch, Kotel’nikov Institute of Radio-Engineering and Electronics, Russian Academy of Sciences; Ulyanovsk State Technical University

Email: sva@ulstu.ru
Ulyanovsk, Russia

References

  1. Горлов М.И., Сергеев В.А. Диагностика полупроводниковых изделий по параметрам низкочастотного изделия // Дефектоскопия. 2022. № 1. С. 13—25.
  2. Жигальский Г.П. Неразрушающий контроль качества и предсказание надежности интегральных микросхем по электрическим шумам и параметрам надежности // Радиотехника и электроника. 2005. № 5. С. 1—35.
  3. Claeys C., Simoenl E., Agopian P.G.D., Martino J.A., Aoulaiche M., Cretus B., Fang W., Rooyackers R., Vandooren A., Veloso A., Jurczak M., Collaertl N., Thean A. The Smaller the Noisier? Low Frequency Noise Diagnostics of Advanced Semiconductor Devices / August Conference: 2015 30-th Symposium on Microelectronics Technology and Devices (SBMicro). doi: 10.1109/SBMicro.2015.7298104
  4. Романцов В.П., Долганов М.В. Прогнозирование надежности интегральных микросхем по параметрам низкочастотных шумов. Киев: ИПМЭ, 1990. 58 с.
  5. Васильев В.А., Пиганов М.Н., Зайцев В.Ю. Контроль качества полупроводниковых диодов по напряжению шума / Актуальные проблемы радиоэлектроники. Самар. гос. аэрокосм. ун-т. Под общ. ред. Ю.Ф. Широкова. Самара: СГАУ, 1999. Вып. 2. С. 63—65.
  6. Разуменко Д. Низкочастотные шумы электронных компонентов как инструмент для диагностики внутренних дефектов // Компоненты и технологии. 2008. № 9 (86). С. 168—174.
  7. Бордюжа О.Л. Диагностический контроль качества и надежности кремниевых биполярных интегральных схем / Дисс. ... канд. техн. наук. Воронеж: ВГТУ, 1998. 163 с.
  8. Антонова Е.А. Влияние рентгеновского излучения на параметры полупроводниковых изделий / Дисс. . канд. техн. наук. Воронеж: ВГТУ, 2013. 107 с.
  9. Yang X., Chen Y.Q., Hou B., X. Xu , Wang J., Huang Y., Chen Q., Zhou C. Degradation Behavior and Defect Analysis for SiC Power MOSFETs Based on Low-Frequency Noise Under Repetitive PowerCycling Stress // IEEE Transactions on Electron Devices. 2021. V. 68. No. 2. P. 666—671. DOI: 10.1109/ TED.2020.3044018
  10. Yang F., Liao M., Zeng B., Yang P., Chen Y. Investigation on the Degradation Mechanism of A1GaN/ GaN HEMTs Under the Effect of Microwave Pulses at Different Powers / 2023 Global Reliability and Prognostics and Health Management Conference (PHM-Hangzhou), Hangzhou, China. 2023. P. 1—5. doi: 10.1109/PHM-Hangzhou58797.2023.10482775
  11. Якубович Б.И. Влияние проникающих излучений на электрический низкочастотный шум полупроводников // Успехи прикладной физики. 2021. № 3. С. 181—186.
  12. Горлов М.И., Жарких А.Н. Способ определения потенциально ненадежных полупроводниковых изделий / Пат. № 2230335 РФ. Опубл. 10.06.2004. Бюл. № 16.
  13. Горлов М.И., Жарких А.Н., Емельянов В.А. Способ определения потенциально ненадежных транзисторов / Пат. № 2234163 РФ. Опубл. 10.08.2004. Бюл. № 22.
  14. Горлов М.И., Емельянов В.А., Жарких А.Н. Способ разбраковки полупроводниковых приборов / Пат. № 2253168 РФ. Опубл. 27.05.2005. Бюл. № 15.
  15. Горлов М.И., Смирнов Д.Ю., Ануфриев Д.Л. Способ разделения полупроводниковых изделий по надежности. Пат. № 2298052 РФ. Опубл. 20.01.2007. Бюл. № 2
  16. Булгаков О.М., Таравков М.В. Статистический критерий оценки надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем на основе характеристик низкочастотного шума // Вестник Воронежского института МВД России. 2012. № 3. С. 147—155.
  17. Gorlov M.I., Sergeev V.A. Testing Semiconductor Products Using Low-Frequency Noise Parameters // Defectoscopiya. 2022. No. 1. P. 13—25.
  18. Zhigalsky G.P. Non-destructive quality control and prediction of reliability of integrated circuits by electrical noise and reliability parameters // Radio Engineering and Electronics. 2005. No. 5. P. 1—35.
  19. Claeys C., Simoenl E., Agopian P.G.D., Martino J.A., Aoulaiche M., Cretus B., Fang W., Rooyackers R., Vandooren A., Veloso A., Jurczak M., Collaertl N., Thean A. The Smaller the Noisier? Low Frequency Noise Diagnostics of Advanced Semiconductor Devices / August Conference: 2015 30-th Symposium on Microelectronics Technology and Devices (SBMicro). doi: 10.1109/SBMicro.2015.7298104
  20. Romantsov V.P., Dolganov M.V. Prognozirovanie nadezhnosti integralnyh microsgem po parametram nizkochastotnogo shuma (Forecasting the reliability of integrated circuits based on low-frequency noise parameters). Kiev: IPME, 1990. 58 p.
  21. Vasiliev V.A., Zaitsev V.Yu. Quality control of semiconductor diodes by noise voltage // Actual problems of radioelectronics. 1999. Is. 2. P. 63—65.
  22. Razumenko D. Low-frequency noise of electronic components as a tool for diagnosing internal defects // Components and technologies. 2008. No. 9 (86). P. 168—174.
  23. Bordyuzha O.L. Diagnostic quality control and reliability of silicon bipolar integrated circuits / Diss.... Candidate of Technical Sciences. Voronezh: VSTU, 1998. 163 p.
  24. Antonova E.A. The effect of X-ray radiation on the parameters of semiconductor products / Diss.... Candidate of Technical Sciences. Voronezh: VSTU, 2013. 107 p.
  25. Yang X., Chen Y.Q., Hou B., X. Xu , Wang J., Huang Y., Chen Q., Zhou C. Degradation Behavior and Defect Analysis for SiC Power MOSFETs Based on Low-Frequency Noise Under Repetitive PowerCycling Stress // IEEE Transactions on Electron Devices. 2021. V. 68. No. 2. P. 666—671. DOI: 10.1109/ TED.2020.3044018
  26. Yang F., Liao M., Zeng B., Yang P., Chen Y. Investigation on the Degradation Mechanism of A1GaN/ GaN HEMTs Under the Effect of Microwave Pulses at Different Powers / 2023 Global Reliability and Prognostics and Health Management Conference (PHM-Hangzhou), Hangzhou, China. 2023. P. 1—5. doi: 10.1109/PHM-Hangzhou58797.2023.10482775
  27. Yakubovich B.I. Influence of penetrating radiation on electrical low-frequency noise of semiconductors // Uspehi prikladnoy fiziki Successes of applied Physics. 2021. No. 3. P. 181—186.
  28. Gorlov M.I., Zharkikh A.N. A method for determining potentially unreliable semiconductor products / RF Patent No. 2230335. Byull. Izobret. 2004. No. 16.
  29. Gorlov M.I., Zharkikh A.N., Yemelyanov V.A. A method for determining potentially unreliable transistors / RF Patent No. 2234163. Byull. Izobret. 2004. No. 22.
  30. Gorlov M.I., Yemelyanov V.A., Zharkikh A.N. Method of disassembly of semiconductor devices / RF Patrnt No. 2253168. Byull. Izobret. 2005. No. 15.
  31. Gorlov M.I., Smirnov D.Y., Anufriev D.L. Method of separation of semiconductor products by reliability / RF Patent No. 2298052. Byull. Izobret. 2007. No. 2.
  32. Bulgakov O.M., Taravkov M.V. Statistical criterion for assessing the reliability of semiconductor devices and integrated circuits based on low-frequency noise characteristics // Bulletin of the Voronezh Institute of the Ministry of Internal Affairs of Russia. 2012. No. 3. P. 147—155.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences