- элементы, структуры, параметры и критерии оценки качества микросхем которые, целесообразно использовать при физико-технической экспертизе ИС.

Разработан маршрут проведения физико-технической экспертизы микросхем.

Проведена ускоренная оценка влагостойкости микросхем.

3. На основе исследований получены следующие результаты.

Проведена оценка возможности и даны рекомендации по применению методов статистического контроля и регулирования технологических процессов.

Разработан метод статистического контроля и регулирования технологических процессов, основанный на использовании толерантных пределов для проведения контроля технологических процессов при ограниченном объеме статистических данных и позволяющий осуществить статистический контроль качества при прерывистом производстве и поставках микросхем малыми партиями.

Разработаны требования к процедурам проектирования, информационному обеспечению, тестовым структурам контроля параметров пластин, технологии, оценочных, демонстрационных и рабочих микросхем, библиотеке элементов и проектным нормам.

Дополнена и обоснована система отбраковочных испытаний пластин и микросхем.

Определена возможность уменьшения планов контроля при испытаниях микросхем повышенной функциональной сложности.

Предложен метод ускоренной оценки качества микросхем методом физико-технической экспертизы (выявление физического состояния ИС, скрытых дефектов и предпосылок к отказам.).

На основе причинно-следственных связей отказов с конструктивно-технологическими характеристиками, технологическими операциями и качеством материалов определены структуры, элементы и узлы ИС, подлежащие экспертизе и проверяемые показатели для них.

Разработан рациональный маршрут проведения экспертизы, проверки параметров, элементов, структур и микросхем в целом.

Физико-техническая экспертиза при контроле сборочных операций включает контроль: герметичности, состава среды, содержание паров воды и проводимости, коррозионной стойкости.

При контроле качества кристалла осуществляется: проверка совмещения слоев, контроль термостабильности диэлектрика, оценка состава и дефектности диэлектрика, контроль элементного состава, стабильности металлизации, электромиграции, времени жизни неосновных носителей заряда, распределение потенциала.

Определен перечень методик, используемых при проведении физико-технической экспертизы ИС.

Установлены, критерии оценки (значений показателей) при проверке структур, элементов и узлов.

Разработаны, уточнены методики для оценки качества микросхем.

На основе решения уравнения для рисков поставщика и заказчика разработана модель оценки эргономических характеристик оператора при визуальном контроле.

Предложен метод распределенного скользящего резервирования при кластерной организации матрицы процессорных элементов и 30 процентной аппаратной избыточности для серийного производства суперкристаллов со структурой типа однородная вычислительная среда (ОВС).

Получены соотношения для оценки вероятности выхода годных на этапе производства и вероятности безотказной работы на этапе эксплуатации суперкристаллов ОВС.

Определен порядок проведения физико-технической экспертизы микросхем.

Приведена процедура контроля статических, динамических и дополнительных параметров, диагностики по элементам и структурам, контроль качества кристалла.

Приведены аналитические соотношения расчета статистических показателей качества ИС.

Показана возможность использования методики ускоренной оценки влагостойкости микросхем методом физико-технической экспертизы.

Показана возможность ускоренной оценки качества микросхем при воздействии других внешних факторов, в том числе длительных испытаний на наработку до отказа.

Методами физико-технической экспертизы возможно проводить оценку оптимальности разработки ИС по величине тепловых полей и электрических потенциалов.

Приведены аналитические соотношения по предельному отклонению значений удельного сопротивления по торцу слитка и площади пластины. В качестве критериев эффективности проектирования, а также качества выполнения технологических операций, обработки исходных материалов предложены: однородность распределения удельного сопротивления по площади пластины, однородность распределения времени жизни неосновных носителей заряда в слитке и пластинах монокристаллического кремния; удельное сопротивление и толщина эпитаксиальных слоев в кремниевых однослойных эпитаксиальных структурах.

Предложена методика оценки экономической эффективности определения качества ИС методами физико-технической экспертизы.

4. Результаты работы реализованы.

Общие положения обеспечения и контроля качества микросхем включены в ОСТ В 11 0998 «Микросхемы интегральные. Общие техничесике условия».

Требования к информационному обеспечению, тестовым структурам контроля параметров пластин, технологии, оценочных, демонстрационных и рабочих микросхем, библиотеке элементов и проектным нормам включены в ОСТ 11 0999 «Микросхемы интегральные. Обеспечение качества в процессе разработки. Требования к системе качества разработки».

Требования к процессам производства включены в стандарт ОСТ 11 20.9926 «Микросхемы интегральные. Требования к элементам производства. Сертификация систем качества и производств».

Оценка возможности использования и особенностей применения методов статистического контроля и регулирования технологического процесса включена в стандарт ОСТ 11 14.1011 «Микросхемы интегральные. Система и методы статистического контроля и регулирования технологического процесса».

Требования к технологическому процессу включены в стандарт
ОСТ 11 14.1012 «Микросхемы интегральные. Технические требования к технологическому процессу. Система и методы операционного контроля».

Элементы, структуры, параметры критерии, маршрут, порядок проведения и методики физико-технической экспертизы включены
в РД 22.12.174 "Микросхемы интегральные. Порядок и методы проведения физико-технической экспертизы при оценке качества". РД включен в комплекс стандартов на микросхемы (ОТУ).

5. Внедрение разработанных предложений по обеспечению качества, в том числе метода физико-технической экспертизы в процесс разработки и производства, для контроля качества микросхем при изготовлении и выходном контроле, способствовало повышению качества микросхем.

Апробация положений диссертационной работы подтверждается тем, что все основные результаты включены в нормативно-техническую документацию, регламентирующую оценку качества микросхем, обсуждены на международных научно-технических конференциях.

Требования разработанных стандартов реализованы в стандартах предприятий разработчиков-изготовителей микросхем (ОАО «Ангстрем, ОАО «НИИМЭ и Микрон», г. Зеленоград, ФГУП «НПП «Восток», г. Новосибирск, ФГУП «НИИЭТ», г. Воронеж и др.).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Дорошевич В.К., Мальцев П.П. Новый подход к проведению ускоренных испытаний микросхем. МО РФ "Фундаментальные и поисковые исследования в интересах страны", вып. 77-78, 1993.

2. Дорошевич В.К., Мальцев П.П. Взаимосвязь видов, причин и механизмов отказов микросхем. МО РФ "Фундаментальные и поисковые исследования в интересах страны", вып. 77-78, 1993.

3. Дорошевич В.К., Дорошевич К.К., Критенко М.И. Комплексная оценка качества микросхем. МО РФ "Фундаментальные и поисковые исследования в интересах страны", вып. 77-78, 1993.

4. Гамкрелидзе С.А., Дорошевич В.К. Анализ эффективности реализации схем встроенного контроля в суперкристаллах. Труды 22 ЦНИИИ МО. Вып. 42, 1992.

5. Гамкрелидзе С.А., Дорошевич В.К., Седов В.С. Расчет выхода годных суперкристаллов с архитектурой типа "Однородная вычислительная среда". Международная научно-техническая конференция "Микроэлектроника и информатика". Тезисы докладов. М., 1993.

6. Бондаревский А.С., Дорошевич В.К., Попова А.Н. Метрологическая аттестация опраторов визуального контроля в производстве ИС. Труды Международной Академии информатизации. Отделение микроэлектроники и информатики. М., Зеленоград. Вып.1., 1994.

7. Дорошевич В.К., Перязев А.Н. Экономические аспекты критериев точности и настроенности технологических процессов. Материалы Международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», М.: Часть 3, 2004, 253 с.

8. Дорошевич В.К. «Влияние качества материалов на качество микросхем», 234 «Материалы международной научно-технической конференции фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», 25-28, 10, 2005 г., Москва.

9. Дорошевич В.К. «Влияние технологических операций на качество микросхем», 237 «Материалы международной научно-технической конференции фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», 25-28, 10, 2005 г., Москва.

10. Дорошевич В.К. «Рекомендации к построению и содержанию нормативной документации предприятий по статистическому контролю и регулированию технологических процессов микросхем», 26-18, «Нано- и микросистемная техника» №6, 2008 г., Москва

11. Дорошевич В.К. «Методы статистического контроля технологического процесса изготовления микросхем и порядок их применения», 13-14, «Нано- и микросистемная техника» №7, 2008 г., Москва

12. Дорошевич В.К. «Требования к системе проектирования микросхем», 32-33, «Нано- и микросистемная техника» №5, 2008 г., Москва

13. Дорошевич В.К. «Требования к обеспечению качества и управлению технологическим процессом изготовления микросхем», 21-23, «Нано- и микросистемная техника» №9, 2008 г., Москва

14. Дорошевич В.К. «Переключающие испытания микросхем», ОСТ 11 073 013 «Микросхемы интегральные. Методы испытаний», дополнение № 1, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2003.

15. Дорошевич К.К., Критенко М.И., Баринов П.Е, Дорошевич В.К, и др.

Методики физико-технической экспертизы ИС. Приложение к РД 22.12.174-94 "Микросхемы интегральные порядок и методы проведения физико-технической экспертизы при оценке качества" , Изд-во Минобороны, 1994.

16. РД 22.12.174-94 "Микросхемы интегральные порядок и методы проведения физико-технической экспертизы при оценке качества"./ ответственный исполнитель/, Изд-во Минобороны, 1994.

17. ОСТ 11 0999-99 «Микросхемы интегральные. Обеспечение качества в процессе разработки. Требования к системе качества разработки», /ответственный исполнитель/,: Изд-во Минобороны, 1999.

18. ОСТ 11 20.9926-99 «Микросхемы интегральные. Требования к элементам производства. Сертификация систем качества и производств, /ответственный исполнитель/,: Изд-во Минобороны, 1999.

19. ОСТ 11 14.1011-99 «Микросхемы интегральные. Система и методы статистического контроля и регулирования технологического процесса» », /ответственный исполнитель/,: Изд-во Минобороны, 1999.

20. ОСТ 11 14.1012-99 «Микросхемы интегральные. Технические требования к технологическому процессу. Система и методы операционного контроля», /ответственный исполнитель/,: Изд-во Минобороны, 1999.

21. ОСТ В 11 0998-99 «микросхемы интегральные. Общие технические условия», /ответственный исполнитель/,: Изд-во Минобороны, 1999.

22. ОСТ В 11 1010-2001 «Микросхемы интегральные, бескорпусные. Общие технические условия», /ответственный исполнитель/,: Изд-во Минобороны, 2001.

23. ОСТ В 11 1009-2001 «Многокристальные модули, микросборки. Общие технические условия», /ответственный исполнитель/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2001.

24. ОСТ 11 1000-99 «Микросхемы интегральные. Типовая форма программы обеспечения качества», /ответственный исполнитель/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 1999.

25. Методика сравнительных испытаний конструкций СБИС с суперкристаллами, / ответственный исполнитель/. Инв. 938, 22 ЦНИИИ МО, 1993.

26. Отчет по НИР "Исследование областей военно-технического применения, методов обеспечения дефекто-отказоустойчивости, контролепригодности и конструктивного исполнения суперкристаллов", "Электроника ВСН-ВНС" /ответственный исполнитель/. Инв. 948, 22 ЦНИИИ МО, 1993.

27. Отчет по НИР "Исследование областей военно-технического применения, методов обеспечения отказоустойчивости, контролепригодности и разработка методологии испытаний суперкристаллов для высокоскоростных систем обработки данных", "Электроника ВСН-ВНС"/ответственный исполнитель/. Инв. 949 , 22 ЦНИИИ МО, 1993.

28. Отчет по НИР "Исследование влияния на суперкристаллы специальных воздействующих факторов","Электроника ВСН-ВНС"/ответственный исполнитель/. Инв. 950, 22 ЦНИИИ МО, 1993.

29. Отчет по НИР "Исследование областей военно-технического применения, методов обеспечения дефекто-отказоустойчивости, контролепригодности и разработка методологии испытаний суперкристаллов для высокоскоростных систем обработки данных", (анализ архитектур вычислительных систем на суперкристалле),"Электроника ВСН-ВНС" /ответственный исполнитель/. Инв. 935, 22 ЦНИИИ МО, 1991.

30. Временное положение определяющее требования к обеспечению качества, правилам приемки и поставки интегральных микросхем с субмикронными размерами элементов, выпускаемых малыми партиями на автоматизированном комплексе», /ответственный исполнитель/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2003.

31. Отчетные материалы по НИР «Осень-1», «Разработка нового поколения стандартов Минобороны России на интегральные микросхемы и их опробование на предприятиях промышленности», /ответственный исполнитель/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 1995.

32. Отчетные материалы по НИР «Осень-2», «Исследование процессов конструктивно-технологического построения микроэлектронных датчиков и разработка требований по оценке их качества и надежности в интересах роботизированных РЭСВ», /ответственный исполнитель/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 1995.

33. Отчетные материалы по НИР «Осень-5», «Разработка требований к технологическому процессу изготовления высокоинтегрированных изделий микроэлектроники, элементам системы качества, порядку и методам аттестации изготовителей», /ответственный исполнитель/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 1997.

34. Отчетные материалы по НИР «Осень-6», «Разработка требований к системе и методам статистического контроля и регулирования технологического процесса изготовления микросхем», /ответственный исполнитель/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 1997.

35. Отчетные материалы по НИР «Осень-3-22», «Разработка требований Минобороны России по обеспечению качества изделий микроэлектроники сверхвысокой функциональной сложности на основе гибридной технологии», /ответственный исполнитель/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 1999.

36. Отчетные материалы по НИР «Осень-7», «Исследования по развитию методов испытаний интегральных микросхем, дополнению и корректировке действующей нормативной документации», /ответственный исполнитель/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2003.

37. Отчет по НИР «Разработка предложений по реализации требований нового поколения НД на микросхемы в НД на разработку и производство интегральных микросхем с субмикронными размерами элементов, выпускаемых на автоматизированном производстве. Шифр «Кластер-М-22», /заместитель научного руководителя/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2004.

38. Отчет по НИР «Определение требований к обеспечению качества, правилам приемки и поставки интегральных микросхем с субмикронными размерами элементов, выпускаемых малыми партиями на автоматизированном комплексе, Шифр «Технология-22», /заместитель научного руководителя/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2003.

39. Отчетные материалы по НИР «Принцесса», «Обобщение и анализ результатов внедрения требований Минобороны России по обеспечению качества микросхем на этапе разработки и производства. Разработка предложений по дополнению и уточнению ОСТ В 11 0998-99 «Микросхемы интегральные. Общие технические условия», /ответственный исполнитель/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2005.

40. Отчетные материалы по НИР «Принцесса», «Обобщение и анализ результатов внедрения требований Минобороны России по обеспечению качества микросхем на этапе разработки и производства. Разработка предложений по дополнению и уточнению ОСТ В 11 1010 «Микросхемы интегральные бескорпусные. Общие технические условия», /ответственный исполнитель/, ФГУП «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2005.

41. Отчет по НИР «Исследования и анализ номенклатуры изделий ЭРИ межвидового применения, изготавливаемой предприятиями государств-участников СНГ в интересах разработки (модернизации) и производства российских ВиВТ» (шифр «ВЭС-2007 - 22 ЦНИИИ»), / научный руководитель/, ФГУ «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2008.

42. Дорошевич В.К., Истомин Е.В., Щербаков С.В., Старостин О.В., Циникин А.П., Дегтярев Е.В., Толкачев А.А., Кулага И.Г., Игнатьев В.В., Суслов В.М., Долидзе В.Ч., «Перечень электрорадиоизделий, разрешенных к применению при разработке (модернизации), производстве и эксплуатации аппаратуры, приборов, устройств и оборудования военного назначения», МОП 44 001.01-21 2008

43. Отчет по НИР «Исследование нормативно-правового и организационно-методического обеспечения проведения работ по снятию с производства изделий электронной техники и разработка макета специального программного обеспечения для автоматизации их информационного сопровождения» (шифр «Феонит»), / научный руководитель/, ФГУ «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2008.

44. Отчет по НИР «Военно-научное сопровождение комплекса работ по организации планирования производства номенклатуры электро-радиоизделий категории качества «ОС», необходимой для комплектации высоконадежной радиоэлектронной аппаратуры при разработке (модернизации) и производстве образцов ВВТ в соответствии с ГПВ» (шифр «Шагомер»),/ заместитель научного руководителя/, ФГУ «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2008.

45. Отчет по НИР "Комплексное исследование проблем организации, дальнейшего развития и использования единой системы каталогизации предметов снабжения ВС РФ как составной части Федеральной системы каталогизации продукции для федеральных государственных нужд" (шифр "Кодировщик-3"), / заместитель научного руководителя/, ФГУ «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2008.

46. Дорошевич В.К., Истомин Е.В., Щербаков С.В., Старостин О.В., Вдовенко В.С., Криницкий А.В., Дегтярев Е.В., Толкачев А.А., Кулага И.Г., Семенчук В.В., Фионов А.Н., Долидзе В.Ч., «Перечень электрорадиоизделий, разрешенных к применению при разработке (модернизации), производстве и эксплуатации аппаратуры, приборов, устройств и оборудования военного назначения», МОП 44 001.01-21 2009.

47. Отчет по НИР «Исследования и анализ номенклатуры изделий ЭРИ межвидового применения, изготавливаемой предприятиями государств-участников СНГ в интересах разработки (модернизации) и производства российских ВиВТ» (шифр «Кооперация 2009 -22 ЦНИИИ»), / заместитель научного руководителя/, ФГУ «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2009.

48. Отчет по НИР «"Комплексное исследование проблем организации, дальнейшего развития и использования единой системы каталогизации предметов снабжения ВС РФ как составной части Федеральной системы каталогизации продукции для федеральных государственных нужд" (шифр «Кодировщик-3»), / заместитель научного руководителя/, ФГУ «22 ЦНИИИ Минобороны России», 2009.

Размещено на Allbest.ru