Вопросы обеспечения гарантии радиационной стойкости в процессе производства ЭКБ в ОАО «Ангстрем» Докладчик – Романов А.А, начальник отделения ОАО «Ангстрем» - презентация

1 Вопросы обеспечения гарантии радиационной стойкости в процессе производства ЭКБ в ОАО «Ангстрем» Докладчик – Романов А.А, начальник отделения ОАО «Ангстрем» 10-й научно практический семинар ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю Е. Седакова» г. Н. Новгород, февраля 2010 г. Открытое акционерное общество АНГСТРЕМ

2 План доклада: 1. Процедура обеспечения гарантии радиационной стойкости ЭКБ в производстве Метод оценки радиационной стойкости материала – ГЭС КНС Экспериментальные результаты влияния материала на радиационную стойкость ЭКБ серий 1620 и Методы обеспечения радиационной стойкости ЭКБ в производстве в режиме текущего времени (on-line) Методы обеспечения радиационной стойкости ЭКБ в производстве на тестовом контроле пластин Методы обеспечения радиационной стойкости ЭКБ в производстве на функциональном контроле микросхем. 2. Испытательная база ОАО «Ангстрем». Виды испытаний ЭКБ на радиационную стойкость в производстве.

3 Процедура обеспечения гарантии радиационной стойкости ЭКБ Материал ГЭС КНС Испытания на РС Тестовый контроль Функциональный контроль Производство on-line Потенциально РС ГЭС КНС Процедура аттестации ГЭС КНС на потенциаль- ную РС Методы оценки исходной ГЭС КНС на РС РС маршрут изготовления СБИС Аттестация операций на РС СМК –Процесс «Управление технологией» SPC-мониторинг Процедура аттестации партии СБИС на РС по параметрам тестового контроля РТ отжиг микросхем, мод. 4 SPC-мониторинг Процедура отбраковки резко выделяющихся отклонений РТ отжиг микросхем, мод. 2 Аттестация партии на стойкость (7И6) Аттестация партии на стойкость (7И7) Аттестация партии на стойкость (7И8) Испытания партии на стойкость Е1- Е2 Гамма Уст. АК лазерных ИИ АК рентген. ИИ Методы испытаний Е1- Е2 Процедуры СМК Процедуры оценки дефектности Процедуры оценки операций на РС Базы данных Стат. Методы Метод РВО Базы данных Стат. методы Процедура аттестации пластин на РС

4 Метод оценки радиационной стойкости материала – ГЭС КНС Материал ГЭС КНС Испытания на РС Тестовый контроль Функциональный контроль Производство on-line Потенциально РС ГЭС КНС Процедура аттестации ГЭС КНС на потенциаль- ную РС Изготовление и аттестация на радиационную стойкость различных ГЭС КНС в одной партии микросхем РС маршрут изготовления СБИС Аттестация операций на РС СМК – Процесс «Управление технологией» SPC-мониторинг Процедура аттестации партии СБИС на РС по параметрам тестового контроля РТ отжиг микросхем, мод. 4 SPC-мониторинг Процедура отбраковки резко выделяющихся отклонений РТ отжиг микросхем, мод. 2 Аттестация партии на стойкость (7И6) Аттестация партии на стойкость (7И7) Аттестация партии на стойкость (7И8) Испытания партии на стойкость Е1- Е2 Требуется: Разработка методов оценки потенциальной радиационной стойкости материала – ГЭС КНС

5 Метод оценки радиационной стойкости материала – ГЭС КНС Экспериментальные результаты влияния материала на радиационную стойкость ЭКБ серий 1620 и 1825, полученные в ОКР «Маяк-Д» (ФГУП «НПО Автоматики») Влияние перехода с КНС- 0,6 на КНС- 0,3 на стойкость к импульсному воздействию Влияние перехода с КНС- 0,6 на КНС- 0,3 на стойкость к дозовому воздействию: зеленый –тип 1, красный- тип 2 Тип м/схемы СВФРезультат КНС-0,6 Результат КНС-0,3 Б1620РУ2-27И8 3 х 2Ус (хр) 3 х 2Ус (зп) 1,6 х 2Ус (сч) 5 х 2Ус (хр) 5 х 2Ус (зп) 5 х 2Ус (сч) Б1825ВС3-27И8 3 х 2Ус 1,4 х 3Ус Б1825ВР5-27И8 3 х 2Ус 4Ус Тип м/схемы СВФРезультат КНС-0,6 Результат КНС-0,3 Б1620РУ2-2 7И7 7С4 0,5 х 5Ус 2,5 х 5Ус 0,5 х 5Ус 0,4 х 3Ус 0,5 х 5Ус 0,08 х 5Ус

6 Методы обеспечения радиационной стойкости ЭКБ в производстве on-line. 1. Наличие радиационно-стойкого маршрута. Признаки радиационно-стойкого маршрута изготовления СБИС: Специальный («стойкий») режим затворного окисления. Температурный баланс не более 850 С. N+ области – легирование фосфором. P+ области – легирование бором. 2. Аттестация технологических операций узла затворного окисла на потенциальную радиационную стойкость. Метод C-V. Требования к сдвигу C-V –характеристик после гамма-облучения. 3. Обеспечение и проверка стабильности технологического процесса. Система менеджмента качества. Процесс «Управление технологией».

7 Методы обеспечения радиационной стойкости ЭКБ в производстве В ОАО «Ангстрем» действуют: 1. Система менеджмента качества в соответствии с ISO 9001: Система менеджмента качества в соответствии с ГОСТ РВ (в части ЭКБ) и РД В МО РФ

8 Процессы СМК ОАО «Ангстрем» 1. Процесс «Управление предприятием (штаб-квартира)». 2. Процесс «Проектирование ПП приборов и ИМС». 3. Процесс «Управление технологией». 4. Процесс «Кристальное производство». 5. Процесс «Сборочное производство». 6. Процесс «Взаимодействие с потребителями внешнего рынка». 7. Процесс «Взаимодействие с потребителями внутреннего рынка».

9 Процесс СМК «Управление технологией» ОАО «Ангстрем»

10 Методы обеспечения радиационной стойкости ЭКБ в производстве. Тестовый контроль. Ток утечки NMOП (PMOП), нА Число измерений, шт. Процедура аттестации производственной партии СБИС на радиационную стойкость: 1. SPC мониторинг параметров тестового контроля. 2. Контроль изменения пороговых напряжений и токов утечек NМОП и PМОП транзисторов после гамма- облучения на установке «Исследователь». 3. Процедура аттестации микросхем в составе пластины (модификация 4) по фактору 7И7 на АК рентгеновских имитационных испытаний. 4.Радиационно-термический отжиг микросхем в составе пластины (модификация 4).

11 Методы обеспечения радиационной стойкости ЭКБ в производстве. Тестовый контроль. Схема проведения аттестации производственной партии на потенциальную радиационную стойкость (фактор 7И6): Тестовый контроль 1 Гамма- облучение Термический отжиг Тестовый контроль 2 Тестовый контроль 3 Сравнение данных

12 Методы обеспечения радиационной стойкости ЭКБ в производстве. Фунциональный контроль. Процедура аттестации производственной партии микросхем на радиационную стойкость: 1. SPC мониторинг параметров функционального контроля. 2. Процедура отбраковки резко выделяющихся отклонений параметров ФК. 3. Процедура аттестации партии микросхем по фактору 7И6 на гамма- установке «Исследователь». 4. Процедура аттестации микросхем по фактору 7И8 на АК лазерных имитационных испытаний. 5. Процедура аттестации партии микросхем по фактору 7И7 на АК рентгеновских имитационных испытаний. 6. Процедура отбраковки дефектной моды по фактору 7И8 микросхем 1620РУ6У (корпус) и 1620РУ6Н2АМ (полиимид) на АК лазерных имитационных испытаний. Ток утечки высокого лог. уровня, нА Число измерений, шт. Норма ТУ Норма ФК

13 Методы обеспечения радиационной стойкости ЭКБ в производстве. Фунциональный контроль. Схема проведение технологической отбраковки микросхем модификации 2 по фактору 7И8 на автоматизированном комплексе для лазерных имитационных испытаний микросхем. Микросхема модификация 4 Сборка Технологическая отбраковка Микросхема модификация 2 Годные Микросхемы модификация 2

14 Методы обеспечения радиационной стойкости ЭКБ в производстве. Фунциональный контроль. Схема проведение технологической отбраковки микросхем в составе пластины (модификации 4) и в корпусе или на полиимодном носителе (модификации 2) по фактору 7И7 на автоматизированном комплексе для рентгеновских имитационных испытаний микросхем. Микросхема модификация 4 (2) Технологическая испытания Годные Микросхемы модификация 4 (2) – ось оптической системы; 2 – ось рентгеновской пушки; 3 – ось измерительной системы.

15 Автоматизированный комплекс для рентгеновских имитационных испытаний микросхем Минимальный размер фокусного пятна рентгеновской трубки, мкм 50±100% Номинальная мощность рентгеновской трубки, Вт 15 Диапазон регулировки напряжения аппарата, кВ Максимальный ток аппарата, мкА100 Дискретность установки экспозиции, с 1 Напряжение питания, В (переменное с частотой 50±1 Гц) 220±10% Потребляемая мощность, не более, Вт,100 Источник рентгеновского излучения БС-16

16 Автоматизированный комплекс для лазерных имитационных испытаний микросхем Длина волны генерируемого излучения, нм Энергия импульса излучения, мк Дж: 1064, не менее 532, не менее Частота повторения импульсов, не более, Гц 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10 Длительность импульса излучения по уровню 0,5, нс 8-12 Диаметр пучка лазерного излучения, не более, мм 6,5 Энергетическая расходимость лазерного излучения по уровню 0,5, не более, мрад 2,5 Электрическая энергия импульса накачки, не менее, Дж 35 Потребляемая мощность, не более, Вт,750 Источник лазерного излучения LS-2134

17 Установка гамма-излучения « Исследователь» Источник гамма-излучения 60 Co Свидетельство А308 об аттестации радиационной установки по мощности поглощенной дозы в воде от г. (ФГУП «ВНИИФТРИ»): Активность источника излучения 60 Co на март 2008 г., Бк 4,87068 х Мощность поглощенной дозы, Гр/с: зона 1 (5 детекторов) зона 2 (5 детекторов) зона 3 (5 детекторов) 1,60-1,84 1,73-1,96 1,33-1,46 Расширенная неопределенность измерения мощности поглощенной дозы в воде, % ± 7

18 Вариабельность процесса испытаний на воздействие спецфакторов 1. Схема ФГУП «НИИП», г. Лыткарино Испытания на моделирующих установках Калибровочные испытания на моделирующих установках Испытания на имитирующих установках 2. Источники вариабельности: -материал ГЭС КНС; -техпроцесс кристального производства; -техпроцесс сборочного производства; -процесс проведения испытаний. 3. Путь решения проблемы: - фиксация и снижение вариабельности от материала и техпроцесса; - установление вероятностно-статистических норм на результаты испытаний на воздействие спецфакторов.

19 Виды испытаний ЭКБ на радиационную стойкость в производстве. Технологические испытания микросхем: 1. Аттестация партии микросхем по фактору 7И6 на воздействие гамма- облучения на установке «Исследователь». 2. Аттестация партии микросхем по фактору 7И8 на воздействие лазерного облучения на АК лазерных имитационных испытаний. 3. Аттестация партии микросхем по фактору 7И7 на воздействие рентгеновского облучения на АК рентгеновских имитационных испытаний. 4. Отбраковка дефектной моды по фактору 7И8 микросхем 1620РУ6У (корпус) и 1620РУ6Н2АМ (полиимид), модификация 2 на АК лазерных имитационных испытаний. 5. Испытания партии микросхем Е1-Е2. Технологические испытания микросхем в составе пластин: 1. Аттестация тестовых структур по фактору 7И6 на воздействие гамма- облучения на установке «Исследователь». 2. Аттестация микросхем в составе пластины (модификация 4) по фактору 7И6 на воздействие гамма-облучения на установке «Исследователь». 3. Аттестация микросхем в составе пластины (модификация 4) по фактору 7И7 на воздействие рентгеновского облучения на АК рентгеновских имитационных испытаний.

20 Открытое акционерное общество АНГСТРЕМ Контактные данные: Романов Александр Аркадьевич. Начальник отделения ОАО «Ангстрем». Тел. (499) раб., моб. Факс (499)