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【应知概念】MIL-PRF-38535K中的标准评价电路
来源:海瑞航天 | 作者:hirelinfo | 发布时间: 2021-10-20 | 1171 次浏览 | 分享到:

       大家好,我是海瑞航天的武鹏,欢迎大家来到海瑞课堂和我们一起学习MIL-PRF-38535这门课程。 

       上一节我们详细论述的工艺基线,并引出工艺基线的另外一个“好伙伴”——标准评价电路。今天我们就来谈谈它。标准评价电路(SEC)——英文全称是standard evaluation circuit——是MIL-PRF-38535G中对采用拟列入QML的工艺所产生的代表产品或试验样品的称谓,其是设计、工艺、检验试验的载体。SEC包含了一种类型的集成电路产品实现过程中所有的检测数据和最终检验数据,是验证制造商设计、生产、和检验试验全过程的质量保证能力的综合反映。SEC不仅类似原型机一样,可用来补充替代TCI试验样品,可以作为样机调试生产线来提高生产的成品率,还可以进行抗辐照强度的评估的试验样品,保证制造商减少实际产品在破坏性实验中的消耗,从而降低生产成本。 

       制造商手册申请QML认证时,应针对认证的技术或工艺(即上节我们说到的工艺基线)设计和生产SEC,以证明技术制造工艺可靠性。SEC设计文件应包含:设计方法、设计软件、所执行的功能,依据所用晶体管或门的数量得出的尺寸和其性能的模拟。SEC与实际器件的文件要求是一致的。当设计规则、材料、基本工艺或技术的基本功能不同时(例如:发生4M变更),就要使用不同的SEC来进行验证了。

       SEC一般会包含以下内容:

       1、     复杂度:数字器件的SEC的复杂度应至少包括QML线上要制造的最大规模模拟器件所含晶体管数目的一半。对于模拟器件,SEC应体现工艺技术流程的功能,具有典型的复杂度,并且电路单元由电路的主要类型组成。

       2、     功能性:SEC应包含全功能电路,其测试和筛选应采用与QML器件相同。

       3、     设计:SEC的设计应重点突出设计能力,SEC结构应有助于失效的判别。

       4、     制造:SEC应在申请或已经获得QML认证的晶圆生产线进行加工。

       5、     封装:SEC 应封装在检验合格的外壳中。

       6、     温度:SEC应能展示TCV中成品的温度范围和结温要求。

       7、     数据收集:SEC应能展示晶片的统计过程控制(SPC)和在制品监控流程中的相关的数据要求。

       8、     技术有效性验证: SEC应(会和TCV、PM一起)被列入到测试和数据考核中。

       9、     寿命测试:至少应选取22个SEC进行寿命测试试验,且它们生产间隔不超3个月。

       10、  多产品晶圆(MPW):由多个集成电路(微电路)设计在同一晶片上制作而成的晶片。MPW可以在产品设计中包含标准评估电路(SEC)设计,或者只包含产品设计。

       11、  采购活动:在采购活动中会对SEC进行单独验证。

       12、  辐射(RHA):SEC 应使用所有相关的辐射严酷度保证设计规则,并应用于证明RHACL的指定性能水平。当辐射严酷度保证是该技术的要求时,应使用SEC来认证和监控特定制造设施中特定制造技术的RHACL。 SEC 的设计应使其可用于评估和监控制造过程和设计规则的辐射严酷度。SEC 可靠性数据(包括失效分析结果)应可供资格性活动的审查。对于RHA环境,制造商应将 SEC 辐照至要求的 RHACL 的 2 倍或在最坏情况下的偏倚、退火[1]和温度条件下发生故障(以先发生者为准),以证明该技术满足 RHACL 的能力。每当设计规则、材料、基本工艺或技术的基本功能不同时,就可能需要不同的SEC。

       13、  在线TCI测试:在线控制测试应通过使用经批准的SEC或QML微电路来执行。应针对 RHA 设备解决以下问题:应按照 TRB 在 QM 计划中设置的时间间隔对 SEC 或满足 SEC 复杂性的产品执行 E 组测试。

       14、  全离子化计量(TID,Total ionization dose):SEC产品应进行TID测试。

       15、  QCI/TCI测试:SEC产品应进行QCI、TCI测试。

       16、  TRB职责中有对SEC产品的SPC、质量管理、生产技术流程和可靠性测试数据进行有效地评估的要求。SEC 和 TCV 数据将用作监控制造商生产线质量和可靠性的工具。

       17、  QML认证和鉴定试验计划:在安排管理和技术验证之前,制造商应向QA提交一份TRB批准的测试计划。TRB 应确定要在 TCV、SEC 和PM(参数监控)上完成测试,并向 QA 提交带有参数范围和“接受和拒绝”标准的测试计划。

       SEC器件失效的数量作为技术鉴定的依据。对失效的SEC应进行失效分析,以确定每种失效类型并对所发现的问题采取纠正措施。SEC的可靠性数据包括失效分析结构,应供鉴定机构评审。

       QML 列出的制造商将能够生产微电路,而无需对每个设备设计进行大量的制造结束认证测试和 QCI。生产结束测试的减少将被在线监测和测试以及 SPC 取代。此外,将使用 SEC 等替代设备来评估该技术的可靠性。这种方法论的引入将重点从单个微电路认证的需要转移到了工艺(技术)认证和认证。这将加速高质量和可靠集成电路的生产周期。 

       感谢您收听海瑞课堂。海瑞航天致力于高可靠方面的研究,如果您想获得更多、更深入的资讯,您可以联系我们的邮箱 peng.wu@hirel.cn。您还可以从我们以往文章中寻找相关的信息。我是海瑞航天的武鹏,期待下期相见。


[1] Annealing :作用是能修复因离子注入而引起的晶格损伤,在imp过程中由于原子之间的碰撞造成晶格有缺陷,或者是晶格散射。