SJ-T 11875-2022 電動汽車用半導體集成電路應力試驗程序

I前言 III 12規(guī)范性引用文件 1 1ⅢGB/TA9371995半導體器件GB/I4937.4+2012半導體器件機械和氣候試驗方法4部分：強加速穩(wěn)態(tài)顯熱試驗(HAST)GJB|58微電子器件試驗方法和程序sj2os集成電路鎖定試驗3術語和定義4要求4.1總則2目按表2規(guī)定的批次和抽樣要求按表3規(guī)定評估并確定表2中要求的試驗項目。批次和相應等級要求的極限范圍到器件工作溫度等級要求的極限范圍34.3.4通用數(shù)據(jù)的有效期自試驗提交日期之前三年內的通用數(shù)據(jù)可在即將開始的檢驗過程中使用，此數(shù)據(jù)必須取自按照附錄A規(guī)定的實際器件或同類試驗合格器件組中的器件，包括任何用戶或供應商的特定試驗數(shù)據(jù)、工藝更改試驗數(shù)據(jù)、周期性工藝可靠性監(jiān)控數(shù)據(jù)(見圖1)。試驗數(shù)據(jù)+工藝更改試驗數(shù)據(jù)+周期性工藝可靠性檢測數(shù)據(jù)=可接受內部器應商特忙分析內部試某些工藝聲改產特征尺時縮物能影通用數(shù)據(jù)的使用，類更改前的數(shù)據(jù)舒不前作為通用數(shù)據(jù)使用圖4通用數(shù)據(jù)有效性時間4.4試驗樣品試驗樣品應由器件組中有代表性的器件構成。當缺少通用數(shù)據(jù)時，樣品應由多次組成，非連續(xù)晶圓批次流片并在非連續(xù)批次中封裝，即抽取的試驗樣品在制造廠里必須是分散的中間間隔至少一個批次。所有試驗產品都應在相同的工藝流片、封裝等生產場所生產，且使用相可的生產設備和加工工藝，后續(xù)持續(xù)供貨的產品也應便用相同的生產設備和加工工藝。經確認有效后，可使用其他測試場所完成電測試。4.4.3試驗樣品的重復使用己用于非破壞性試驗的器件可角于其德試驗使，已用于破壞性試驗的器件除用于工程分析外不可用于其他試驗或供貨。4.4.4抽樣數(shù)量試驗樣品抽樣數(shù)量和批次以及通用數(shù)據(jù)要求應滿足表2中規(guī)定的最小抽樣數(shù)和接收判據(jù)。如果供應商選擇使用通用數(shù)據(jù)替代實際試驗，供應商應具備詳細的證明文件(如報告或記錄),且證明文件應記錄有詳細的試驗條件和結果?，F(xiàn)有可用的通用數(shù)據(jù)應首先滿足本條和4.3的相關規(guī)定，包括參考通用數(shù)據(jù)確定表2試驗項目的要求。如果通用數(shù)據(jù)不能滿足這些要求，應對器件開展實際試驗以確保滿足要求。44.5應力試驗后失效判據(jù)準則b)閂鎖效應(LU);55.4工藝壽命可靠性評估采用新技術或材料的器件(無通用數(shù)據(jù)可用或通用數(shù)據(jù)無法覆蓋),應針對以下失效機理開展工藝壽命可靠性評估。一般情況下，不需要對每種器件都驗證數(shù)據(jù)、核查測試方法或計算方法、檢查內控標準或開展實際試驗，但當用戶需要時，應予以證明。a)電遷移(EM):b)經時介質擊穿(TDDB薄柵氧化層完整性試驗如擊穿電荷),適用于所有金屬氧化物半導體c)熱載流子注入效應(HCI),適用于1微米以下所有MOS器件；d)負偏壓溫度不穩(wěn)定性(NBTI);中B3分組)存儲單元都可以經受一定的擦寫循環(huán)。按照最大擦寫次數(shù)進行擦寫的各單元的循環(huán)次數(shù)之和應至少達到所有擦寫次數(shù)之和的1/3。對包含多個塊的存儲器件，無論時間長短，每一被試器件的至少一個存儲塊擦寫次數(shù)應達到規(guī)格書規(guī)定的最大值。擦寫循環(huán)間歇時間：供應商可指定每天的擦寫循環(huán)次數(shù)上限或循環(huán)間歇時間或烘焙時間，以避免非理想條件的過應力，或盡可能的模擬預期應用的延遲條件，參考以下四個原則確定間歇時間。首先，試驗應進行500h的擦寫循環(huán)(不包括間歇時間);第二，應按相關標準或規(guī)定插入間歇時間；第三，對室溫條件下的擦寫循環(huán)，不可插入高溫間歇時間；第四，對高溫擦寫循環(huán)，間歇時間及擦寫時間之和應不超過500h,85℃(若低于此溫度條件，可超過500h);第五，若激活能遠低于1.1eV,允許條件選取高于85℃的試驗條件。間歇時間并不適用于每一特定應用情況中B3分組)6提供兩種烘焙方案，每種方案有兩類試驗時間。擦寫循環(huán)不大于最大擦寫次數(shù)×10%的存儲塊使用長次數(shù)×10%的存儲塊高溫數(shù)據(jù)保持試驗時間為100h,125℃(浮柵-電荷俘獲類存儲器)/100℃(相變存儲器)烘焙，擦寫循環(huán)達到最大擦寫次數(shù)的存儲塊的高溫數(shù)據(jù)保持荷俘獲類存儲器)/100℃(相變存儲器)。以上試驗時間僅作為檢驗方案推薦程序，但并不保證每一特激活能為1.1eV情況，采用125℃試驗應力溫度(方案2),實際使用溫度為55℃,加速因子(Arrhenius方程)為939。擦寫循環(huán)不大于最大擦寫次數(shù)×10%的存儲模塊的烘焙時間等效為11.3年，達到最大擦寫次數(shù)存儲塊的烘焙時間為1.1年。由于擦寫循環(huán)后高溫數(shù)據(jù)保持是在壽命耐久非易失性存儲器擦5.5.54擦寫循環(huán)后低溫數(shù)據(jù)保持和讀干擾(LTDR)據(jù)保持試驗前進行25℃擦寫循環(huán)條件過程中不可施加間歇時間(非易失性存儲器擦寫循環(huán)試驗中所描77只/批77只/批39只循環(huán)時間(55℃~85℃)+延遲時間<3周(85℃)。浮柵-電荷俘獲類存儲器相變存儲器循環(huán)次數(shù)方案1100℃方案2125℃方案190℃方案2100℃規(guī)定最大擦寫次數(shù)的10%1000h100h1000h100h<規(guī)定最大擦寫次數(shù)的10%1.000h100h1000h100h室溫500h。38只縮寫適用類別允許失效數(shù)附加要求3(THB或Aasr),無偏置HAST或無偏置濕熱(UHST或TH)、溫度循環(huán)(C)和功率溫度循環(huán)(PTC)之前進行。推薦預先試驗確定產品潮續(xù)試驗，器件替換應在報告中朝確。預處理帶偏置濕熱或301000h:HAST試驗條件：30t/85%RH,96h或110℃30無偏置HAST試驗條件：A30C)85%RH,96h或110℃/85%RH,264h。對高溫高壓敏感封裝形式【如BGA),PC后進驗進行替代，條件：85C/85%RH。試驗后至少進行常溫電3籌級055℃~150℃2-000次循環(huán)或等效條件。等級15℃~508Gr000次循環(huán)或等效條件。等級2:-55℃~yeC1000次循環(huán)或等效條件。等級3:65℃-06℃A000次循環(huán)或等效條試驗后，取同一批次的5個器件開帽，對四角鍵合點(每個角選取2個鍵合點)和每邊一個中間鍵合點進行引線鍵合拉力(C2分組，WBP) 0表2(續(xù))縮寫允許失效數(shù)附加要求10按適用規(guī)定表貼器件在PTC前需進行預處理。僅適用于額等級0:T為-40℃~150℃1000次循環(huán)。等級1:T為-40℃~125℃1.000次循環(huán)。等級2～4:T為-40℃~105℃1000次循環(huán)。10——等級0:175℃1000h或150℃2000h;——等級1:150℃1000h或175℃500h:——試驗前后進行常溫和高溫電測試。縮寫適用類別‘允許失效數(shù)附加要求30對包含非易失性存儲單元的器件，HTOL試驗前必須按本寫耐久性進行預處理。等級2:T?為105℃1.000h。對于熱耗散較大的器件，允許使用結溫Te(測量值或計算值)代替T:當試驗過程器件溫升過大，允許使用T代替Ta,試驗過程中應為最大工作狀態(tài)允許Trea,且不超過絕對最大值Tjeolut若試驗條件采用T,對應T.條件下1000h視為在0.使用其他技術指標修訂。使用Vcc(max)條件，且直流(DC)和交流(AC)驗期間不允許發(fā)生熱中斷。試驗前后進行室溫、高溫和低溫電測試“率30NVM,靜態(tài)高30浮柵-電荷俘獲類存儲器(FG-CT):T≥125相變存儲器(PCM):Ta≥90℃NVM,擦寫耐3025℃(38只/批),85℃≥T≥55℃(39只/批)。(適用時)NVM,擦寫后30按本文件4.5和圖2的規(guī)定選擇溫度和試驗時間o表2(續(xù))縮寫適用類別允許失效數(shù)附加要求NVM,低溫數(shù)擾3TA=25℃500h和本文件4.5及圖2相關規(guī)定引線鍵合剪切30個鍵合點至少 引線鍵合拉力效條件C或D.對金絲引線喜徑≥00254mm,TC后最小拉引線直徑<o0254mm參考方法2011中圖2011-1確定拉力值。對金絲引線直徑<0.054mm,記驗時應使用掛鉤鉤住球形鍵合點而非引線中部3對重要尺寸和公差，參考造用的外形標準和器件規(guī)格書1覆蓋95%以上引線驗前進行8h的蒸汽老化(村鍍金引線為1h)焊球剪切B至少10只器件5個3引線完整性10引10無引線破損或裂紋。表貼器件不適用，僅通孔器件適用電遷移法和內控標準按要求是供給用戶經時介質擊穿法和內控標準應按要求提供給用戶 法和內控標準應按要求提供給用戶法和內控標準應按要求提供給用戶縮寫適用類別允許失效數(shù)附加要求 方法和內控標準應按要求提供給用戶試驗前后電測試 0或用戶規(guī)格書人體模型310試驗前后進行常溫和高溫電測試。由聲明的最高驗，每次試驗對3只器件進行。至少2000V,低于充電器件模型310按適用規(guī)定閂鎖6103按適用規(guī)定批產測試評價適用，100%測試。a)固定電平(stuck-at)故障覆蓋率≥98%;b)進行IDDQ或ISSQ測試的固定電平(stuck-at)故障覆蓋率≥97%;c)使用掃描鏈設計的傳輸延遲故障覆蓋率：按80%控制；d)偽固定電平IDDQ故障覆蓋率：按70%控制(適用時)按適用規(guī)定新技術和器件組適用電磁兼容1130口表2(續(xù))適用類別附加要求31適用存然容量1Mbit靜態(tài)隨機讀寫存儲器(SRAM)或動態(tài)隨機讀寫存儲器(DRAM。選擇非加速和加速試驗程序。由供體應用需求確走試和接收方案。試驗報告應包括詳引線無鉛要求L過程平均控制一一供應商應制造廠明確生制造過程控制具體方案良率統(tǒng)計-1行常溫由測試掃頻振動1020Hz-2kHz-20Hz(對數(shù)變化4分鐘，每個方向1JB548方法2001僅Y方向，<40引腳數(shù)封裝230000g;≥40引腳數(shù)封裝，21先進行細檢漏，后進行粗業(yè)漏僅僅適陶瓷腔體封裝器件50從1.2m高度處躍落礎件于防瓷表面，六個軸向510芯片剪切510內部水汽含量5表2(續(xù))縮寫適用類別允許失效數(shù)附加要求‘試驗項目適用類別說明：H——僅氣密封裝器件要求；p——僅塑封器件要求；B——僅焊球表面貼裝器件(BGA)要求；N——非破壞性試驗，試驗后器件可用于后續(xù)試驗或生產供D——破壞性試驗，試驗后器件不可用于其它試驗或生產供貨；G——可使用通用數(shù)據(jù)。見3.3,表1和附錄A;K——僅獨立(stand-alone)非揮發(fā)存儲器或包含非揮發(fā)存儲模塊器件額外要求。試驗前后電測試應按規(guī)格書溫度范圍，參數(shù)和功能滿足規(guī)格書極限值規(guī)定。DB●MDDDDDF電路布局布線AM--晶圓尺寸/厚度EMEEEE-一一晶圓制造MG-芯片尺寸縮小M-MG-一多晶硅M●M內部層間介質KKMMMMH-HM●一HH芯片涂覆/填充MH引線框架鍍涂MCL一-H基體材料/金屬ML引線框架材料MLHH引線框架尺寸MLH引線鍵合Q -一M-H-表3(續(xù))試驗名稱縮寫M 一 - -M● - H一B -一-●M一 一一 - LHHHM 一LM一L HHH HH - --HH-H●M T--LHHHM 一T-一-LHHH●MT -LHHH表中字母含義：A——僅外部布線適用E——僅厚度適用F——僅微機電系統(tǒng)元件(MEMS)適用H——僅氣密封裝適用J——EPROM或E2PROMK——僅鈍化層適用L——僅無鉛器件適用M——僅要求PTC的器件適用Q——引線直徑縮小T——僅焊球表貼(SMD)器件適用字母或符號“●”表示工藝更改后相關失效機理應評估影響結果，并進行相應分組試驗(當評估結果為不進行相應分組試驗，必須給出證明過程和材料試驗分組及試驗名稱縮寫對應試驗項目按表2規(guī)(規(guī)范性)A.1范圍有效性要求，且未選行更改)。對包含多種年改如地點、材料、工藝等》的情況，附錄2~A.4的內容說明了如何選擇最復雜器件進行試驗以蓋所有可能的變化。結構相似性器件設計工藝評價的要素如下a)器伴功能相同(如運放功能、電壓調整功能、微處理器功能，通用邏輯素列HC/TTL等);d)作頻率范圍一致e)設計單元庫相同(相同晶圓廠)1)存儲器知識產權核(IP,如存儲結構，存儲塊結構);2)數(shù)據(jù)于脅規(guī)定電壓、溫度范圍及功耗條件下數(shù)字設計庫單元(如電路模塊、10模塊、ESD模塊)和/或邏輯設計庫單元(如有源和無源電路單元3)單元庫的速率和性能g)鍵合指有源區(qū)設計規(guī)則相同不同工作電壓的器件(如5.0V和3.3V)應分別測試參數(shù)和功能。不同工作溫度范圍的器件，應按表2中E1分組要求對三個批次的器件進行測試，并覆蓋待檢驗器2)襯底(如晶向、摻雜、外延、晶圓尺寸);4)光刻工藝(如接觸式與投影式、電子束與X光、阻光劑極性等);5)摻雜工藝(例如擴散或離子注入);8)氧化工藝和厚度范圍(柵氧化和場氧化);9)內部互連層介電材料和厚度范圍(如柵氧和場氧);1)相同封裝形式的最差情況(如熱伸縮不匹配應力導致的外殼翹曲度);2)器件的芯片尺寸/縱橫比所需的鍵合區(qū)尺寸范圍(最大和最小尺寸);3)襯底基板材料(如PBGA)。1)引線框架材料；2)引線框架涂覆工藝和材料(內部和外部);3)芯片底座/散熱區(qū)材料；4)芯片粘接材料/方法；5)引線鍵合材料和直徑；6)引線鍵合方法和工藝；8)焊球金屬化系統(tǒng)(適用時);9)熱沉形式、材料和尺寸；器件或工藝屬性可能多個圓制造或組裝系列，試驗樣品下還條件選擇：1)每種工藝中最易受影響的具體型件抽取一個批