SJ-T 11875-2022 电动汽车用半导体集成电路应力试验程序

I前言 III 12规范性引用文件 1 1ⅢGB/TA9371995半导体器件GB/I4937.4+2012半导体器件机械和气候试验方法4部分：强加速稳态显热试验(HAST)GJB|58微电子器件试验方法和程序sj2os集成电路锁定试验3术语和定义4要求4.1总则2目按表2规定的批次和抽样要求按表3规定评估并确定表2中要求的试验项目。批次和相应等级要求的极限范围到器件工作温度等级要求的极限范围34.3.4通用数据的有效期自试验提交日期之前三年内的通用数据可在即将开始的检验过程中使用，此数据必须取自按照附录A规定的实际器件或同类试验合格器件组中的器件，包括任何用户或供应商的特定试验数据、工艺更改试验数据、周期性工艺可靠性监控数据(见图1)。试验数据+工艺更改试验数据+周期性工艺可靠性检测数据=可接受内部器应商特忙分析内部试某些工艺声改产特征尺时缩物能影通用数据的使用，类更改前的数据舒不前作为通用数据使用图4通用数据有效性时间4.4试验样品试验样品应由器件组中有代表性的器件构成。当缺少通用数据时，样品应由多次组成，非连续晶圆批次流片并在非连续批次中封装，即抽取的试验样品在制造厂里必须是分散的中间间隔至少一个批次。所有试验产品都应在相同的工艺流片、封装等生产场所生产，且使用相可的生产设备和加工工艺，后续持续供货的产品也应便用相同的生产设备和加工工艺。经确认有效后，可使用其他测试场所完成电测试。4.4.3试验样品的重复使用己用于非破坏性试验的器件可角于其德试验使，已用于破坏性试验的器件除用于工程分析外不可用于其他试验或供货。4.4.4抽样数量试验样品抽样数量和批次以及通用数据要求应满足表2中规定的最小抽样数和接收判据。如果供应商选择使用通用数据替代实际试验，供应商应具备详细的证明文件(如报告或记录),且证明文件应记录有详细的试验条件和结果。现有可用的通用数据应首先满足本条和4.3的相关规定，包括参考通用数据确定表2试验项目的要求。如果通用数据不能满足这些要求，应对器件开展实际试验以确保满足要求。44.5应力试验后失效判据准则b)闩锁效应(LU);55.4工艺寿命可靠性评估采用新技术或材料的器件(无通用数据可用或通用数据无法覆盖),应针对以下失效机理开展工艺寿命可靠性评估。一般情况下，不需要对每种器件都验证数据、核查测试方法或计算方法、检查内控标准或开展实际试验，但当用户需要时，应予以证明。a)电迁移(EM):b)经时介质击穿(TDDB薄栅氧化层完整性试验如击穿电荷),适用于所有金属氧化物半导体c)热载流子注入效应(HCI),适用于1微米以下所有MOS器件；d)负偏压温度不稳定性(NBTI);中B3分组)存储单元都可以经受一定的擦写循环。按照最大擦写次数进行擦写的各单元的循环次数之和应至少达到所有擦写次数之和的1/3。对包含多个块的存储器件，无论时间长短，每一被试器件的至少一个存储块擦写次数应达到规格书规定的最大值。擦写循环间歇时间：供应商可指定每天的擦写循环次数上限或循环间歇时间或烘焙时间，以避免非理想条件的过应力，或尽可能的模拟预期应用的延迟条件，参考以下四个原则确定间歇时间。首先，试验应进行500h的擦写循环(不包括间歇时间);第二，应按相关标准或规定插入间歇时间；第三，对室温条件下的擦写循环，不可插入高温间歇时间；第四，对高温擦写循环，间歇时间及擦写时间之和应不超过500h,85℃(若低于此温度条件，可超过500h);第五，若激活能远低于1.1eV,允许条件选取高于85℃的试验条件。间歇时间并不适用于每一特定应用情况中B3分组)6提供两种烘焙方案，每种方案有两类试验时间。擦写循环不大于最大擦写次数×10%的存储块使用长次数×10%的存储块高温数据保持试验时间为100h,125℃(浮栅-电荷俘获类存储器)/100℃(相变存储器)烘焙，擦写循环达到最大擦写次数的存储块的高温数据保持荷俘获类存储器)/100℃(相变存储器)。以上试验时间仅作为检验方案推荐程序，但并不保证每一特激活能为1.1eV情况，采用125℃试验应力温度(方案2),实际使用温度为55℃,加速因子(Arrhenius方程)为939。擦写循环不大于最大擦写次数×10%的存储模块的烘焙时间等效为11.3年，达到最大擦写次数存储块的烘焙时间为1.1年。由于擦写循环后高温数据保持是在寿命耐久非易失性存储器擦5.5.54擦写循环后低温数据保持和读干扰(LTDR)据保持试验前进行25℃擦写循环条件过程中不可施加间歇时间(非易失性存储器擦写循环试验中所描77只/批77只/批39只循环时间(55℃~85℃)+延迟时间<3周(85℃)。浮栅-电荷俘获类存储器相变存储器循环次数方案1100℃方案2125℃方案190℃方案2100℃规定最大擦写次数的10%1000h100h1000h100h<规定最大擦写次数的10%1.000h100h1000h100h室温500h。38只缩写适用类别允许失效数附加要求3(THB或Aasr),无偏置HAST或无偏置湿热(UHST或TH)、温度循环(C)和功率温度循环(PTC)之前进行。推荐预先试验确定产品潮续试验，器件替换应在报告中朝确。预处理带偏置湿热或301000h:HAST试验条件：30t/85%RH,96h或110℃30无偏置HAST试验条件：A30C)85%RH,96h或110℃/85%RH,264h。对高温高压敏感封装形式【如BGA),PC后进验进行替代，条件：85C/85%RH。试验后至少进行常温电3筹级055℃~150℃2-000次循环或等效条件。等级15℃~508Gr000次循环或等效条件。等级2:-55℃~yeC1000次循环或等效条件。等级3:65℃-06℃A000次循环或等效条试验后，取同一批次的5个器件开帽，对四角键合点(每个角选取2个键合点)和每边一个中间键合点进行引线键合拉力(C2分组，WBP) 0表2(续)缩写允许失效数附加要求10按适用规定表贴器件在PTC前需进行预处理。仅适用于额等级0:T为-40℃~150℃1000次循环。等级1:T为-40℃~125℃1.000次循环。等级2～4:T为-40℃~105℃1000次循环。10——等级0:175℃1000h或150℃2000h;——等级1:150℃1000h或175℃500h:——试验前后进行常温和高温电测试。缩写适用类别‘允许失效数附加要求30对包含非易失性存储单元的器件，HTOL试验前必须按本写耐久性进行预处理。等级2:T₄为105℃1.000h。对于热耗散较大的器件，允许使用结温Te(测量值或计算值)代替T:当试验过程器件温升过大，允许使用T代替Ta,试验过程中应为最大工作状态允许Trea,且不超过绝对最大值Tjeolut若试验条件采用T,对应T.条件下1000h视为在0.使用其他技术指标修订。使用Vcc(max)条件，且直流(DC)和交流(AC)验期间不允许发生热中断。试验前后进行室温、高温和低温电测试“率30NVM,静态高30浮栅-电荷俘获类存储器(FG-CT):T≥125相变存储器(PCM):Ta≥90℃NVM,擦写耐3025℃(38只/批),85℃≥T≥55℃(39只/批)。(适用时)NVM,擦写后30按本文件4.5和图2的规定选择温度和试验时间o表2(续)缩写适用类别允许失效数附加要求NVM,低温数扰3TA=25℃500h和本文件4.5及图2相关规定引线键合剪切30个键合点至少 引线键合拉力效条件C或D.对金丝引线喜径≥00254mm,TC后最小拉引线直径<o0254mm参考方法2011中图2011-1确定拉力值。对金丝引线直径<0.054mm,记验时应使用挂钩钩住球形键合点而非引线中部3对重要尺寸和公差，参考造用的外形标准和器件规格书1覆盖95%以上引线验前进行8h的蒸汽老化(村镀金引线为1h)焊球剪切B至少10只器件5个3引线完整性10引10无引线破损或裂纹。表贴器件不适用，仅通孔器件适用电迁移法和内控标准按要求是供给用户经时介质击穿法和内控标准应按要求提供给用户 法和内控标准应按要求提供给用户法和内控标准应按要求提供给用户缩写适用类别允许失效数附加要求 方法和内控标准应按要求提供给用户试验前后电测试 0或用户规格书人体模型310试验前后进行常温和高温电测试。由声明的最高验，每次试验对3只器件进行。至少2000V,低于充电器件模型310按适用规定闩锁6103按适用规定批产测试评价适用，100%测试。a)固定电平(stuck-at)故障覆盖率≥98%;b)进行IDDQ或ISSQ测试的固定电平(stuck-at)故障覆盖率≥97%;c)使用扫描链设计的传输延迟故障覆盖率：按80%控制；d)伪固定电平IDDQ故障覆盖率：按70%控制(适用时)按适用规定新技术和器件组适用电磁兼容1130口表2(续)适用类别附加要求31适用存然容量1Mbit静态随机读写存储器(SRAM)或动态随机读写存储器(DRAM。选择非加速和加速试验程序。由供体应用需求确走试和接收方案。试验报告应包括详引线无铅要求L过程平均控制一一供应商应制造厂明确生制造过程控制具体方案良率统计-1行常温由测试扫频振动1020Hz-2kHz-20Hz(对数变化4分钟，每个方向1JB548方法2001仅Y方向，<40引脚数封装230000g;≥40引脚数封装，21先进行细检漏，后进行粗业漏仅仅适陶瓷腔体封装器件50从1.2m高度处跃落础件于防瓷表面，六个轴向510芯片剪切510内部水汽含量5表2(续)缩写适用类别允许失效数附加要求‘试验项目适用类别说明：H——仅气密封装器件要求；p——仅塑封器件要求；B——仅焊球表面贴装器件(BGA)要求；N——非破坏性试验，试验后器件可用于后续试验或生产供D——破坏性试验，试验后器件不可用于其它试验或生产供货；G——可使用通用数据。见3.3,表1和附录A;K——仅独立(stand-alone)非挥发存储器或包含非挥发存储模块器件额外要求。试验前后电测试应按规格书温度范围，参数和功能满足规格书极限值规定。DB●MDDDDDF电路布局布线AM--晶圆尺寸/厚度EMEEEE-一一晶圆制造MG-芯片尺寸缩小M-MG-一多晶硅M●M内部层间介质KKMMMMH-HM●一HH芯片涂覆/填充MH引线框架镀涂MCL一-H基体材料/金属ML引线框架材料MLHH引线框架尺寸MLH引线键合Q -一M-H-表3(续)试验名称缩写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表中字母含义：A——仅外部布线适用E——仅厚度适用F——仅微机电系统元件(MEMS)适用H——仅气密封装适用J——EPROM或E²PROMK——仅钝化层适用L——仅无铅器件适用M——仅要求PTC的器件适用Q——引线直径缩小T——仅焊球表贴(SMD)器件适用字母或符号“●”表示工艺更改后相关失效机理应评估影响结果，并进行相应分组试验(当评估结果为不进行相应分组试验，必须给出证明过程和材料试验分组及试验名称缩写对应试验项目按表2规(规范性)A.1范围有效性要求，且未选行更改)。对包含多种年改如地点、材料、工艺等》的情况，附录2~A.4的内容说明了如何选择最复杂器件进行试验以盖所有可能的变化。结构相似性器件设计工艺评价的要素如下a)器伴功能相同(如运放功能、电压调整功能、微处理器功能，通用逻辑素列HC/TTL等);d)作频率范围一致e)设计单元库相同(相同晶圆厂)1)存储器知识产权核(IP,如存储结构，存储块结构);2)数据于胁规定电压、温度范围及功耗条件下数字设计库单元(如电路模块、10模块、ESD模块)和/或逻辑设计库单元(如有源和无源电路单元3)单元库的速率和性能g)键合指有源区设计规则相同不同工作电压的器件(如5.0V和3.3V)应分别测试参数和功能。不同工作温度范围的器件，应按表2中E1分组要求对三个批次的器件进行测试，并覆盖待检验器2)衬底(如晶向、掺杂、外延、晶圆尺寸);4)光刻工艺(如接触式与投影式、电子束与X光、阻光剂极性等);5)掺杂工艺(例如扩散或离子注入);8)氧化工艺和厚度范围(栅氧化和场氧化);9)内部互连层介电材料和厚度范围(如栅氧和场氧);1)相同封装形式的最差情况(如热伸缩不匹配应力导致的外壳翘曲度);2)器件的芯片尺寸/纵横比所需的键合区尺寸范围(最大和最小尺寸);3)衬底基板材料(如PBGA)。1)引线框架材料；2)引线框架涂覆工艺和材料(内部和外部);3)芯片底座/散热区材料；4)芯片粘接材料/方法；5)引线键合材料和直径；6)引线键合方法和工艺；8)焊球金属化系统(适用时);9)热沉形式、材料和尺寸；器件或工艺属性可能多个圆制造或组装系列，试验样品下还条件选择：1)每种工艺中最易受影响的具体型件抽取一个批