close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14465

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.06.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 14465
(13) C1
(19)
H 01L 21/66
G 01R 31/26
СПОСОБ ОТБОРА СИЛОВЫХ ДИОДОВ С ПОВЫШЕННОЙ
РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТЬЮ
(21) Номер заявки: a 20090276
(22) 2009.02.27
(43) 2010.10.30
(71) Заявитель: Государственное научнопроизводственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(72) Автор: Марченко Игорь Георгиевич
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научно-производственное объединение
"Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(56) BY 10133 C1, 2007.
BY 11098 C1, 2008.
RU 2032963 C1, 1995.
RU 2168240 C1, 2001.
BY 14465 C1 2011.06.30
(57)
Способ отбора силовых диодов с повышенной радиационной стойкостью, при котором осуществляют термическое воздействие на диоды при 400 °С в течение от 10 до
15 мин, после чего осуществляют радиационное воздействие на них облучением электронами с энергией 6 МэВ, измерение электрических параметров диодов до и после воздействия и отбор диодов по изменению этих параметров, при этом облучение электронами
проводят при температуре от 130 до 150 °С флюенсами, составляющими от 10 до 15 % от
численного значения концентрации основной легирующей примеси в исходном полупроводниковом материале диодов.
Изобретение относится к области электронной техники, а более конкретно к методам
испытания и контроля качества полупроводниковых приборов, и может быть использовано для отбора кремниевых высоковольтных диодов с повышенным по контролируемой
партии уровнем радиационной стойкости.
Считается [1], что любая представительная (контролируемая) выборка при выпуске
полупроводниковых приборов состоит из трех различных по надежности групп: группа,
характеризуемая интенсивностью отказов, т.е. надежностью, точно соответствующей требованиям ТУ на приборы данного типа; группа более надежная и группа приборов, менее
надежная по сравнению с требованиями ТУ.
Известен способ [2] отбраковки кремниевых структур с p-n-переходами по радиационной стойкости, в котором отбор наиболее радиационно стойких структур производится
путем замены тестирующего радиационного воздействия термообработкой p-n-структур
при температуре образования термодоноров, а в качестве информативного параметра отбраковки измеряют барьерную емкость p-n-перехода при обратном смещении.
Однако этот способ обладает низкой достоверностью при индивидуальной отбраковке
силовых полупроводниковых приборов со скрытыми производственными дефектами.
BY 14465 C1 2011.06.30
Известен способ [3] отбора изделий электронной техники по стойкости или надежности, который включает облучение изделий облучающей выборки из разбраковываемой
партии, измерение электрических параметров до и после облучения и последующий отжиг
до восстановления параметров. Способ позволяет осуществить отбор наиболее радиационно стойких и надежных изделий с гарантированными показателями стойкости и надежности.
Однако способ не является достаточно достоверным, так как не все приборы полностью восстанавливают параметры после отжига, а неправильный выбор дозы тестирующего облучения и условий восстановительного отжига может вызвать возникновение
повышенных токов утечки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является
способ [4] отбраковки полупроводниковых приборов на основе кремния по радиационной
стойкости. Он позволяет проводить групповой и индивидуальный отбор диодов, транзисторов и тиристоров с повышенной радиационной стойкостью.
Недостатком этого способа является низкая достоверность выявления потенциально
ненадежных приборов, что снижает эффективность отбраковки.
Задача изобретения - повышение достоверности отбора силовых диодов, предрасположенных к эксплуатационным сбоям, по параметрам обратной ветви вольт-амперной характеристики.
Способ отбора силовых диодов с повышенной радиационной стойкостью, при котором осуществляют термическое воздействие на диоды при 400 °С в течение от 10 до
15 мин, после чего осуществляют радиационное воздействие на них облучением электронами с энергией 6 МэВ, измерение электрических параметров диодов до и после воздействия и отбор диодов по изменению этих параметров.
Новым, по мнению авторов, является то, что облучение электронами проводят при
температуре от 130 до 150 °С флюенсами, составляющими от 10 до 15 % от численного
значения концентрации основной легирующей примеси в исходном полупроводниковом
материале диодов.
Сущность способа заключается в реализации возможности проведения полного цикла
отбраковочных испытаний силовых диодов на радиационную стойкость, в том числе по
параметрам обратной ветви вольт-амперной характеристики (ВАХ) диодов.
Дело в том, что радиационная стойкость кремниевых диодов обычно определяется
устойчивыми изменениями прямой ветви ВАХ, обусловленными увеличением скорости
объемной рекомбинации и уменьшением диффузионной длины носителей заряда и, как
следствие, степени модуляции проводимости базовой области диода. Однако в ряде случаев радиационная стойкость диодов может определяться радиационно стимулированными поверхностными эффектами, приводящими к деградации обратной ветви ВАХ при
дозах облучения, при которых изменения на прямой ветви ВАХ еще незначительны.
Последовательность проведения отбора силовых диодов с повышенной радиационной
стойкостью состоит в следующем.
Из нескольких групп приборов, представленных на испытания, путем термического
воздействия выявляют группу диодов с более высокой относительной радиационной
стойкостью.
Последующее радиационное воздействие на эту группу осуществляют (по заявляемому способу) при температуре от 130 до 150 °С до флюенсов, составляющих 10-15 % от
численного значения концентрации основной легирующей примеси в исходном полупроводниковом материале приборов. Этим самым обеспечивается:
1. Выявление диодов с аномально высокой чувствительностью параметров, предрасположенных к "первоочередному" выходу из строя, по параметрам обратной ветви ВАХ.
2. Выявление приборов с повышенной радиационной стойкостью.
2
BY 14465 C1 2011.06.30
Диапазон температур, при которых проводят электронное облучение, выбран из соображений более эффективного, по сравнению с комнатными температурами, введения при
электронном облучении A-центра, который регулирует темп рекомбинации в облученных
кремниевых p-n-структурах, и ускорения активации дефектов в приповерхностных областях диодной структуры. Выбор оптимальной температуры облучения позволяет снизить,
по сравнению с прототипом, флюенс электронного облучения до величины, достаточной
для выявления более радиационно стойких экземпляров приборов.
Пример конкретного выполнения.
После термической обработки при 400 °С в течение 10 минут образцов диодных
структур (по 3 штуки) из шести различных партий (всего 300 штук), полученных из шести
различных слитков кремния, поступивших на завод-изготовитель в разное время, была
выявлена партия диодных структур с наиболее высокой радиационной стойкостью по отношению к остальным партиям.
Выявленная партия диодов в количестве 50 штук прошла технологический цикл изготовления высоковольтных диодов типа Д112-10 и была "посажена" в корпуса. Предварительный контроль параметров у отобранных приборов показал, что все диоды имеют
значения параметров прямой и обратной ветви вольт-амперной характеристики, гарантированных заводом-изготовителем. Все 50 диодов были облучены электронами с энергией
6 МэВ при температуре 140 °С до флюенса 1,5⋅1013см-2. После облучения контролировалась величина времени жизни неравновесных носителей заряда (τP) при высоком уровне
инжекции в базе диодов и обратный ток диода в препробойной области. Статистика
наблюдаемых изменений следующая. Количество диодов, у которых наблюдается минимальное изменение (уменьшение) τP, составило 15 штук. Среди них 2 диода с относительно более высоким ростом обратного тока (при 125 °С). Поэтому можно заключить, что из
общего количества приборов (300 штук) наибольшей радиационной стойкостью будут обладать 13 диодов.
Предложенный способ, по сравнению с известным, позволяет до 1,5 раза повысить достоверность отбора силовых диодов.
Источники информации:
1. Горлов М.И., Емельянов В.А., Ануфриев Д.Л. Технологические отбраковочные и
диагностические испытания полупроводниковых изделий. - Минск: Бел. наука, 2006. - 367 с.
2. А.с. СССР 1821842 A1, 1993.
3. Патент РФ 2168735 C2, 2001.
4. Заявка РБ а 20070951, 2007.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
73 Кб
Теги
by14465, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа