一种卫星用裸芯片质量评价的方法技术

本发明专利技术公开了一种卫星用裸芯片质量评价的方法，包括以下步骤：裸芯片生产的基本质量信息梳理；收集裸芯片的工艺监控模块参数；收集裸芯片性能参数；建立裸芯片的工艺监控模块参数和性能参数的基础成功包络线；裸芯片的工艺监控模块参数和性能参数的质量评价；修正裸芯片的工艺监控模块参数和性能参数的成功包络线。本发明专利技术克服KGD技术和封装考核的局限性，提出对生产过程工艺实测数据和裸芯片实测性能数据进行统计分析，以通过试验验证或在轨飞行验证的批次数据作为成功基础包络，在批量生产裸芯片上运用成功包络线分析技术，建立参数上下限、均值、方差波动范围的包络线，识别质量风险，控制卫星用裸芯片质量。控制卫星用裸芯片质量。控制卫星用裸芯片质量。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星用裸芯片质量评价的方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件，特别是一种卫星用裸芯片质量评价的方法。

技术介绍

[0002]从1978年美国发射第1颗合成孔径雷达卫星SEASAT开始，很多国家都陆续开展星载SAR技术的研究和应用，我国在该领域也取得了重大技术突破，研制并成功发射了合成孔径雷达卫星。为满足星载合成孔径雷达的小型化和轻型化的要求，雷达中大量使用了裸芯片。星载雷达不具备维修性，对元器件的质量和可靠性要求非常高。裸芯片采用KGD技术成本高、周期长，工程化应用少；同时使用同批次封装器件考核来验证裸芯片批次质量与可靠性，批次间工艺参数变化带来的潜在问题不易发现。
[0003]《卫星用进口裸芯片可靠性评价方案设计与应用》(质量与可靠性，包雷等，2018年第6期)公开了一种卫星用进口裸芯片运用芯片级测试以及封装后考核试验来评价裸芯片质量的方法，该方法运用典型的元器件考核试验技术，通过同批次封装器件考核来验证裸芯片批次质量与可靠性，不足之处是不能识别出裸芯片批次间的差异造成的潜在问题。
[0004]《KGD质量和可靠性保障技术》(半导体技术，黄云等，2005年5月)公开了分立芯片KGD技术和圆片级芯片KGD技术，该方法使用KGD技术的测试和老化平台，对裸芯片进行高低温静态动态测试、老化筛选、终测，剔除芯片的缺陷，不足之处在于KGD技术设备复杂、成本高昂。
[0005]《成功数据包络分析方法在发动机质量控制中的实践》(质量与可靠性，邝勇，2011年第5期)公开了对发动机原材料复验性能指标、工艺参数、产品设计(或工艺)性能指标的实测、控制结果进行统计，建立原材料性能包络线、工艺参数包络线和产品性能包络线，不足之处是该方法适用于小批量生产的产品，对大批量生产的参数上下限不足以反映产品的质量状态。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种克服KGD技术和封装考核的局限性，提出对生产过程工艺实测数据和裸芯片实测性能数据进行统计分析，以通过试验验证或在轨飞行验证的批次数据作为成功基础包络，在批量生产裸芯片上运用成功包络线分析技术，建立参数上下限、均值、方差波动范围的包络线，识别质量风险，控制卫星用裸芯片质量的卫星用裸芯片质量评价的方法。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现。
[0008]一种卫星用裸芯片质量评价的方法，包括以下步骤：
[0009]1)裸芯片生产的基本质量信息梳理；
[0010]2)收集裸芯片的工艺监控模块参数；
[0011]3)收集裸芯片性能参数；
[0012]4)建立裸芯片的工艺监控模块参数和性能参数的基础成功包络线；
[0013]5)裸芯片的工艺监控模块参数和性能参数的质量评价；
[0014]6)修正裸芯片的工艺监控模块参数和性能参数的成功包络线。
[0015]所述步骤1)具体为按照初样、正样、装备星分阶段梳理裸芯片的生产及交付批次信息，列出元器件的详细信息，所述元器件的详细信息包括芯片名称、详细规范号、芯片工艺、材料、版号、圆片型号、晶元批次、供货圆片号、圆片生产时间、圆片划片时间、供货时间、供货数量、贮存期、技术状态变化情况，形成裸芯片各阶段生产质量信息的完整序列。
[0016]所述步骤2)具体为裸芯片生产中会在圆片上分区域建立几个工艺监控模块，设置工艺监控模块的参数范围，生产工序中检测工艺监控模块参数的实测结果，监控生产线的稳定性。芯片的工艺监控模块包含了多个参数，将影响性能的关键工艺参数识别出来作为分析的对象，将同一芯片不同阶段生产的各晶圆批的每个圆片工艺监控模块参数的实测结果都收集汇总。
[0017]所述步骤3)具体为裸芯片在圆片级上电探针测试性能参数，能得到每个裸芯片全性能参数的测试结果，将测试结果与产品规范要求比对判定芯片合格与否，性能参数中识别出关键性能参数，作为重点统计分析的关注对象，对同一芯片不同阶段生产的各晶圆批的每个圆片上每个芯片的性能参数的实测结果都采集汇总。
[0018]所述步骤4)具体为在产品研制的初样阶段开始建立成功包络线，鉴定产品上使用的裸芯片如果通过了所有鉴定试验和联试，则以鉴定产品使用的裸芯片建立基础成功包络线，对裸芯片工艺监控模块关键工艺参数和性能参数的均值η和标准差σ进行统计，设置均值包络线上限为η+3σ，下限为η
‑
3σ，方差包络线的上限为η+σ，下限为η
‑
σ，作为各关键工艺参数和性能参数的基础成功包络线。
[0019]所述步骤5)具体为基础成功包络线一经建立，后续生产的裸芯片每个晶圆批都要对工艺监控模块参数和性能参数进行统计分析，计算出各参数的均值和标准差，再与成功包络线进行比较，如果超出包络线范围或参数分布为双峰分布均初步判断参数异常，对异常的工艺参数，复查生产过程是否存在异常，对性能参数，分析造成的性能参数异常变化的原因，评估对系统性能的影响，也可通过性能参数做拉偏试验评价芯片质量。
[0020]所述步骤6)具体为星用裸芯片初样阶段建立的基础成功包络线受生产数量、状态变更因素的制约，成功包络线的上、下限需要根据后续产品的实际数据进行调整，正样产品研制成功并经过在轨运行验证，裸芯片工艺监控模块参数和性能参数的数据作为成功包络线修正的基础，对各参数的均值和方差按正样产品的数据统计，将初样和正样产品各参数的均值和方差对比，修正均值的上下包络线和方差的上限，作为后续生产的质量评价依据。
[0021]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：本专利技术通过对芯片PCM参数和性能参数的统计，利用经验证的历史数据，建立成功包络线，在芯片生产、测试过程中发现潜在的质量问题，避免有隐患的芯片装机使用。本方法不会增加额外试验测试成本，方法灵敏度高。
附图说明
[0022]图1为01与02星PCM数据中R值统计分布图。
[0023]图2为初样、01/02星PCM数据中Idss值统计分布直方图。
[0024]图3为初样、01/02星PCM数据中BVgd值统计分布直方图。
[0025]图4为初样、01/02星PCM数据中R值统计分布直方图。
[0026]图5为初样、01/02星PCM数据中C值统计分布直方图。
具体实施方式
[0027]下面结合说明书附图和具体的实施例，对本专利技术作详细描述。
[0028]卫星用裸芯片质量评价综合运用成功包络线分析和统计分析方法，对研制各阶段芯片的PCM工艺参数和性能参数均进行基于数据统计的成功包络线分析，通过参数统计分布的差异评价芯片的批次质量一致性、稳定性，具体步骤如下：
[0029]1、裸芯片生产的基本质量信息梳理
[0030]按照初样、正样、装备星分阶段梳理裸芯片的生产及交付批次信息，列出芯片名称、详细规范号、芯片工艺、材料、版号、圆片型号、晶元批次(检验批号、生产批号)、供货圆片号、圆片生产时间、圆片划片时间、供货时间、供货数量、贮存期、技术状态变化情况等元器件的详细信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星用裸芯片质量评价的方法，其特征在于包括以下步骤：1)裸芯片生产的基本质量信息梳理；2)收集裸芯片的工艺监控模块参数；3)收集裸芯片性能参数；4)建立裸芯片的工艺监控模块参数和性能参数的基础成功包络线；5)裸芯片的工艺监控模块参数和性能参数的质量评价；6)修正裸芯片的工艺监控模块参数和性能参数的成功包络线。2.根据权利要求1所述的一种卫星用裸芯片质量评价的方法，其特征在于所述步骤1)具体为按照初样、正样、装备星分阶段梳理裸芯片的生产及交付批次信息，列出元器件的详细信息，所述元器件的详细信息包括芯片名称、详细规范号、芯片工艺、材料、版号、圆片型号、晶元批次、供货圆片号、圆片生产时间、圆片划片时间、供货时间、供货数量、贮存期、技术状态变化情况，形成裸芯片各阶段生产质量信息的完整序列。3.根据权利要求1所述的一种卫星用裸芯片质量评价的方法，其特征在于所述步骤2)具体为裸芯片生产中会在圆片上分区域建立几个工艺监控模块，设置工艺监控模块的参数范围，生产工序中检测工艺监控模块参数的实测结果，监控生产线的稳定性。芯片的工艺监控模块包含了多个参数，将影响性能的关键工艺参数识别出来作为分析的对象，将同一芯片不同阶段生产的各晶圆批的每个圆片工艺监控模块参数的实测结果都收集汇总。4.根据权利要求1所述的一种卫星用裸芯片质量评价的方法，其特征在于所述步骤3)具体为裸芯片在圆片级上电探针测试性能参数，能得到每个裸芯片全性能参数的测试结果，将测试结果与产品规范要求比对判定芯片合格与否，性能参数中识别出关键性能参数，作为重点统计分析的关注对象，对同一芯片不同阶段生产的各晶圆批的每个圆片上每个芯片的性能参数的实测结...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓，朱宏，秦剑，岳海波，曹兴双，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：