在老化的同时进行功能测试(中)
老化工艺必须要确保工厂的产品满足用户对可靠性的要求,除此之外,它还必须能提供工程数据以便用来改进器件的性能。
一般来讲,老化工艺通过工作环境和电气性能两方面对半导体器件进行苛刻的试验使故障尽早出现,典型的半导体寿命曲线如图1。
由图可见,主要故障都出现在器件寿命周期开始和最后的十分之一阶段。老化就是加快器件在其寿命前10%部分的运行过程,迫使早期故障在更短的时间内出现,通常是几小时而不用几月或几年。
不是所有的半导体生产厂商对所有器件都需要进行老化。普通器件制造由于对生产工艺比较了解,因此可以预先掌握经过统计得出的失效预计值。如果实际故障率高于预期值,就需要再作老化,提高实际可靠性以满足用户的要求。
本文介绍的老化方法与10年前几乎一样,不同之处仅仅在于如何更好地利用老化时间。提高温度、增加动态信号输入以及把工作电压提高到正常值以上等等,这些都是加快故障出现的通常做法;但如果在老化过程中进行测试,则老化成本可以分摊一部分到功能测试上,而且通过对故障点的监测还能收集到一些有用信息,从总体上节省生产成本,另外,这些信息经统计后还可证明找出某个器件所有早期故障所需的时间是否合适。