AEC-Q100文件，是芯片開展車規(guī)等級(jí)驗(yàn)證的重要標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)文件。

E組驗(yàn)證是ELECTRICAL VERIFICATION TESTS電氣特性驗(yàn)證測(cè)試

本文將重點(diǎn)對(duì)E組的第7項(xiàng)CHAR ---- Characterization特征特性描述項(xiàng)目進(jìn)行展開討論。

在表格中的介紹非常簡(jiǎn)單，如下

參考文件是AEC Q003，注意不是Q100 003文件，就是AEC整體的Q003文件，所以CHAR項(xiàng)目是AEC認(rèn)證通用的文檔，需要在新技術(shù)和新產(chǎn)品家族上開展此項(xiàng)內(nèi)容。

讓我們來看一下AEC Q003文件：

AEC Q003 REV-A GUIDELINE FOR CHARACTERIZATION OF INTEGRATED CIRCUITS

題目翻譯過來是：集成電路特征描述指導(dǎo)文件

1 目的

在開發(fā)新集成電路或修改現(xiàn)有集成電路的過程中，集成電路的特征是一項(xiàng)極其重要的功能。本文件的目的是通過強(qiáng)調(diào)在特征流程開發(fā)過程中應(yīng)評(píng)估的重要考慮因素來提供指導(dǎo)。本文檔不是關(guān)于如何執(zhí)行描述的規(guī)范。

為了確保一致的特征描述，每個(gè)公司都應(yīng)該有一個(gè)結(jié)構(gòu)化的、文件化的特征描述流程。特征過程應(yīng)用于確保所使用的設(shè)計(jì)和晶圓廠/封裝過程展示出能夠給客戶提供滿足其要求零件的足夠能力。每個(gè)特征的結(jié)果都應(yīng)該記錄在特征報(bào)告中。

2 適用范圍

本指導(dǎo)文件為建立描述集成電路產(chǎn)品電氣性能的流程提供了依據(jù)。該特征流程應(yīng)用于新技術(shù)、新晶圓制造工藝、新產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及材料清單、生產(chǎn)地點(diǎn)和顯著修改的集成電路的更改。這種全面描述是評(píng)估新產(chǎn)品線的一個(gè)過程，包括建立供應(yīng)商數(shù)據(jù)表限制。

對(duì)于確定供應(yīng)商規(guī)格書限制的產(chǎn)品的認(rèn)證，請(qǐng)參考AEC-Q100-009電氣分布評(píng)估程序（細(xì)節(jié)請(qǐng)見AEC Q100 E5項(xiàng)ED電分配解讀）。

3 名詞定義

3.1 方差分析

組與組之間的方差分析。

3.2 特征描述Characterization

基于對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建模的統(tǒng)計(jì)分析來確定器件的基本電氣和物理特性的過程。

輸入為經(jīng)過特征采樣的最新制造的集成電路部件批次，輸出為數(shù)據(jù)集。其結(jié)果是證明或推翻器件能夠繼續(xù)按照產(chǎn)品定義執(zhí)行其目標(biāo)功能。從表征得到的數(shù)據(jù)用于指定數(shù)據(jù)表的限制和功能。

在開發(fā)周期的早期確定部件的ESD和Latch-up能力是很重要的，因?yàn)檫@些參數(shù)可能對(duì)部件的性能有重大影響。

3.3 Cpk

Cpk (Process Capability Index )的定義:制程能力指數(shù)

規(guī)格限制和功能之間關(guān)系的度量。參考:PPAP手冊(cè)第四版，見SPC手冊(cè)。

3.4 進(jìn)行特征描述情況

符合以下情況的器件應(yīng)被認(rèn)為是進(jìn)行特征描述的候選項(xiàng)。

這些情況不應(yīng)被視為嚴(yán)格的限定，而應(yīng)被視為考慮因素的起點(diǎn)。

•新產(chǎn)品設(shè)計(jì)

•可能影響電氣參數(shù)的新設(shè)備布局或現(xiàn)有設(shè)備的更改

•在生產(chǎn)組件中未使用的新電池結(jié)構(gòu)

•新的加工方法或材料

•新的操作偏壓條件要求(在新的偏壓極值處重新表征)

•新的工作環(huán)境條件(如電壓和溫度)

3.5 設(shè)備電氣參數(shù)

器件規(guī)格書中規(guī)定的電氣參數(shù)。

3.6 保護(hù)帶 Guardband

用于篩選(如特征特性、生產(chǎn)測(cè)試等)的限度與規(guī)格限度之間的差異。保護(hù)帶用于說明可重復(fù)性和可再現(xiàn)性問題。

編者注：就是說生產(chǎn)過程中使用的測(cè)試上下限和規(guī)格書上下限會(huì)有所不同，主要用于把測(cè)試系統(tǒng)的誤差包含在上下限中。

3.7 LSL

規(guī)格書中定義的下限。

3.8 矩陣批次 Matrix Lot

矩陣批次是由基于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工藝記錄的晶圓片組成的批次，用于識(shí)別設(shè)計(jì)/工藝弱點(diǎn)和改進(jìn)，以及指示良率敏感點(diǎn)。

3.9 PPM

百萬分率。在本文檔中PPM是指參數(shù)超出產(chǎn)品規(guī)格限制的概率。

3.10 規(guī)格限制(例如，規(guī)格書上下限)

供應(yīng)商數(shù)據(jù)表或客戶部件規(guī)范中規(guī)定的電氣參數(shù)的最大值、最小值和典型值。這些值用于確定器件特征特性和生產(chǎn)測(cè)試的通過/失敗標(biāo)準(zhǔn)。

3.11 標(biāo)準(zhǔn)差

標(biāo)準(zhǔn)差或西格瑪是一種度量值與平均值(平均值)的分散程度的方法。

3.12 USL

規(guī)范書定義的上限。

4. 特征特性的開展過程

為每個(gè)供應(yīng)商建立特征流程，在這里提供了建立特征流程時(shí)應(yīng)考慮的因素概要。器件特征工藝流程如圖1所示。

4.1 器件特征特性描述計(jì)劃

特征計(jì)劃應(yīng)包括待表征器件的以下主要內(nèi)容:

•查看描述檢查表，見附錄1（詳細(xì)附后）。

•確定矩陣批對(duì)器件表征是否必要。

•確定所使用的表征方法。

•建立待表征的參數(shù)和條件。

•定義鑒定報(bào)告的格式。

4.2.1 矩陣批表征

在對(duì)矩陣批進(jìn)行表征時(shí)，還應(yīng)在計(jì)劃中定義分離單元的數(shù)量、每個(gè)單元的樣本數(shù)量和數(shù)據(jù)分析方法。附錄2和附錄3（詳細(xì)附后）提供了設(shè)計(jì)、規(guī)劃和分析矩陣批的分離單元的指導(dǎo)方針。

4.2.2 樣本大小

在決定用于表征的樣本量時(shí)，需要考慮兩個(gè)重要因素:

置信區(qū)間和置信水平。關(guān)于確定樣本大小的幫助，請(qǐng)參見附錄4中的詳細(xì)信息。

4.3 特征特性描述報(bào)告

特征報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容:

a.特性描述計(jì)劃的副本

b.所使用的表征方法的詳細(xì)討論(見附錄1、2、4和5)（附后）。

c.用于表征的參數(shù)和條件清單。

d.表征數(shù)據(jù)分析與結(jié)論。

e.記錄模擬結(jié)果，包括應(yīng)用方法的簡(jiǎn)要說明無法在生產(chǎn)中測(cè)量和/或測(cè)試的參數(shù)，僅由設(shè)計(jì)模擬覆蓋。

f.確定零件缺陷和可靠性問題，并確定糾正措施。

4.4 表征數(shù)據(jù)分析

有許多統(tǒng)計(jì)方法可用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。當(dāng)輸出響應(yīng)可以假設(shè)為正態(tài)分布或高斯分布時(shí)，一個(gè)普遍接受的方法是使用Cpk。

4.4.1 Cpk和PPM對(duì)規(guī)格書的限制

Cpk計(jì)算實(shí)際過程平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差上的規(guī)格限制之間的差異。

Cpk衡量的是兩件事:

a.對(duì)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，平均值離規(guī)格上限和下限的中心偏差多大?

b.讀數(shù)結(jié)果在測(cè)量范圍內(nèi)分布的范圍有多廣?

以Cpk值為基礎(chǔ)的上、下限與分布均值的距離可以用標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)表示。

在沒有生產(chǎn)測(cè)試以篩選出規(guī)格以外的部件的情況下，規(guī)格書上下限的Cpk將給出預(yù)期PPM的指數(shù)。短期和長(zhǎng)期Cpk都可以考慮。

4.4.1.1 短期Cpk與PPM的關(guān)系

在質(zhì)量控制術(shù)語中，PPM代表百萬分之?dāng)?shù)。在短期意義上，一個(gè)統(tǒng)計(jì)過程可能具有一個(gè)以中心為中心的正態(tài)分布，具有雙面規(guī)范(上限/下限規(guī)格)，并且沒有西格瑪漂移，Cpk和PPM之間的關(guān)系如圖2所示。

在這個(gè)假設(shè)下，Cpk值為1.00意味著2700 PPM(0.27%)的制造零件可能超標(biāo)，而Cpk值為1.67意味著0.57 PPM(0.000057%)是潛在的不合格品。

表1給出了具有最小和最大規(guī)格的參數(shù)的典型Cpk和PPM值的例子。

4.4.1.2長(zhǎng)期Cpk與PPM的關(guān)系

在大多數(shù)產(chǎn)品制造過程中，工藝過程發(fā)生了變化。Cpk和PPM之間的關(guān)系允許1.5西格瑪過程隨時(shí)間的變化，如圖3所示。

有了這個(gè)1.5西格瑪偏移，潛在的超出規(guī)格的零件將比沒有轉(zhuǎn)移時(shí)顯著提高。表2給出了具有長(zhǎng)期1.5西格瑪偏移的典型Cpk和PPM值的例子。為了便于比較，Cpk和Sigma值不包括偏移。

在這種情況下，Cpk從1.67可能會(huì)惡化到1.16，這將導(dǎo)致233ppm，而表1中的Cpk為0.57 PPM。

4.4.2 生產(chǎn)試驗(yàn)Cpk和PPM

當(dāng)Cpk與規(guī)格書的限值在6西格瑪(Cpk＜2.0)以內(nèi)時(shí)，為了保持低PPM，應(yīng)考慮進(jìn)行100%生產(chǎn)測(cè)試，以篩選出不符合規(guī)格的部件。由于測(cè)試測(cè)量誤差和參數(shù)溫度和時(shí)間漂移，應(yīng)該使用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)模型來創(chuàng)建測(cè)試上下限建立保護(hù)帶來代替規(guī)格書的上下限，以確保發(fā)貨的產(chǎn)品滿足客戶PPM要求。

編者注：也就是說測(cè)試上下限要比規(guī)格書上下限更加的嚴(yán)格，能夠覆蓋住測(cè)試系統(tǒng)的誤差，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。

4.4.3 接受條件指導(dǎo)方針

Cpk是用于驗(yàn)收的特征特性數(shù)據(jù)的典型度量。Cpk的接受值應(yīng)是目標(biāo)PPM水平，并應(yīng)考慮生產(chǎn)過程中與目標(biāo)過程的過程偏差(sigma)。有關(guān)可接受的Cpk值，請(qǐng)參考AEC Q100和其他供應(yīng)商和客戶協(xié)議。

4.5 數(shù)據(jù)報(bào)告

特征特性描述數(shù)據(jù)報(bào)告是最終報(bào)告的重要組成部分。應(yīng)提供數(shù)據(jù)摘要，原始數(shù)據(jù)應(yīng)存檔，并可根據(jù)客戶要求進(jìn)行審查。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和建模的統(tǒng)計(jì)分析的圖形表示是強(qiáng)烈建議的。對(duì)于現(xiàn)有器件的重大更改，建議將新版本的數(shù)據(jù)與前一版本的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。數(shù)據(jù)可以用兩種不同的方式來表示，相關(guān)圖(圖4)或框圖(圖5)如下所示。其他方法如直方圖、累積圖和原始數(shù)據(jù)圖也經(jīng)常被使用。

4.5.1 超橢球相關(guān)圖

這包括作為其他參數(shù)變化函數(shù)的電參數(shù)的分布。

典型電參數(shù)表征的圖形表示是一個(gè)多元超橢球體，見圖4(通常稱為相關(guān)圖)。

4.5.2 箱線圖

這包括作為操作條件變化函數(shù)(電壓、溫度、頻率、襯墊負(fù)載條件、輸入時(shí)序)或跨過程窗口矩陣單元的電氣參數(shù)分布。與多種操作條件相關(guān)的電參數(shù)表征結(jié)果的圖形表示可以用不同的方式表示，如相關(guān)圖(圖4)或盒圖(圖5)。每個(gè)盒圖還應(yīng)提供來自設(shè)備表征的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(例如，目標(biāo)樣本容量、最小值、平均值、中位數(shù)、最大值、sigma / cpk(標(biāo)稱組)。

5 批準(zhǔn)和驗(yàn)收

特征特性描述報(bào)告應(yīng)由負(fù)責(zé)的供應(yīng)商代表批準(zhǔn)。描述的結(jié)果應(yīng)該與每個(gè)需求的客戶共享(這種共享可能包括一個(gè)鑒定報(bào)告的副本或鑒定報(bào)告的選定部分)。

Q003文件主體內(nèi)容介紹完畢，下面把文中提到的幾個(gè)附錄介紹一下：

附錄1: 特性檢查表

A1.1在產(chǎn)品特性的策劃階段應(yīng)評(píng)估以下幾點(diǎn):

• 本產(chǎn)品中使用的所有小單元結(jié)構(gòu)是否已被鑒定?
• 晶圓廠的工藝是否因單元結(jié)構(gòu)的特性而改變?
• 如果晶圓廠工藝發(fā)生了變化，用于表征的模擬模型是否能解釋所有晶圓廠工藝的變化?
• 如果需要矩陣器件，矩陣中應(yīng)該包含哪些流程窗口?
• 在這些流程窗口中最壞的情況變化是什么?(注:最壞情況的加工變化應(yīng)基于過去六個(gè)月觀察到的最壞情況或在正常生產(chǎn)期間預(yù)期的情況。)誰應(yīng)該參與這些決策?
• 是否需要考慮矩陣單元間的相互作用?
• 如何使用仿真模型來簡(jiǎn)化和加速表征過程?
• 可用的仿真模型有多完善?仿真模型的置信度是多少?如果使用了可用的模擬模型，會(huì)有什么風(fēng)險(xiǎn)?
• 單元結(jié)構(gòu)的漂移特性是否已被表征?作為這一描述的一部分，是否需要設(shè)備參數(shù)漂移分析?
• 與產(chǎn)品封裝相關(guān)的應(yīng)力是否會(huì)影響產(chǎn)品初始和后期壽命的電氣參數(shù)?
• 如果需要矩陣單元，每個(gè)矩陣單元有多少(樣本量)?有多少過程變化需要被描述?產(chǎn)品的特性是否超出所需的部件規(guī)格要求(溫度更高或更低，頻率更高或更低，偏置電壓更高或更低)?描述所需的軟件在需要時(shí)是否可用?
• 我們知道在這個(gè)描述中必須評(píng)估的結(jié)溫度(熱和冷)嗎?是否考慮了測(cè)量系統(tǒng)的熱特性，見附錄5?
• 矩陣器件將以什么形式進(jìn)行表征封裝?晶圓級(jí)?包裝要求是否包含在描述計(jì)劃中?
• 在開發(fā)周期的早期是否會(huì)評(píng)估ESD和Latch-up能力?

附錄2: 矩陣批次特性

A2 對(duì)于一個(gè)新器件，特別是在一個(gè)新技術(shù)/工藝中，應(yīng)該規(guī)定進(jìn)行一個(gè)稱為矩陣批次的交叉因素實(shí)驗(yàn)，以估計(jì)長(zhǎng)期工藝漂移的影響。矩陣批次設(shè)計(jì)應(yīng)選擇最大化來預(yù)期所有所需因素及其相互作用。矩陣的中心值運(yùn)行稱為標(biāo)稱分割。其他的單元被稱為角單元或分裂單元。

編者注：角單元corner cell boundary cell中的一種，填補(bǔ)水平和垂直端單元之間的空白。

從矩陣批的不同單元中提取的部件測(cè)量的表征數(shù)據(jù)將有不同的值。那么，每個(gè)零件參數(shù)都會(huì)有一個(gè)性能范圍，從矩陣的不同單元格結(jié)合矩陣單元格被測(cè)零件的結(jié)果如圖2.1所示。

A2.1 矩陣批次/工藝表征的各種方法

矩陣批次的性能可以用Cpk進(jìn)行評(píng)估，但角單元的期望值與標(biāo)稱值不同。工藝角單元的Cpk評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)限值應(yīng)基于應(yīng)用的工藝位移范圍，因此應(yīng)用降級(jí)因子來反映工藝在此條件下運(yùn)行的長(zhǎng)期概率。

A2.2 表征統(tǒng)計(jì)模型

為了了解矩陣批次的性能特征，建立了一個(gè)統(tǒng)計(jì)模型。與該模型相關(guān)的位置參數(shù)和方差將被估計(jì)。這些估計(jì)將用于隨著時(shí)間的推移評(píng)估過程能力。這種評(píng)估通常采用Cpk計(jì)算的格式，并使用方差分析技術(shù)(ANOVA)建立模型。這里提供了幾個(gè)用于分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)模型示例。

A2.2.1 Cell Means Model 單元均值模型

可用于假設(shè)角單元狀態(tài)為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，該過程可能隨時(shí)間漂移，并將保持在那里，除非調(diào)整回來，單元均值模型是一個(gè)單向方差分析，它假設(shè)所有單元的方差均為均勻。從單元均值模型可以估計(jì)CPK和CPK的95%置信區(qū)間。這里的重點(diǎn)是基于CPK的表現(xiàn)最差的單元格。它使用最差的角單元性能作為指標(biāo)。如果它保持在規(guī)范之內(nèi)，那么整個(gè)過程也會(huì)在規(guī)格范圍內(nèi)。如果方差在單元間不是均勻的，每個(gè)單元的數(shù)據(jù)應(yīng)該分別進(jìn)行分析。每個(gè)單元的CPK應(yīng)根據(jù)所選CPK標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估。

A2.2.2 混合模型

當(dāng)角單元狀態(tài)被解釋為不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，該過程將在長(zhǎng)期內(nèi)漂移到其中?；旌夏Ｐ头讲罘治鍪褂靡粋€(gè)以上的方差分量。

一個(gè)是單元內(nèi)部的變異，一個(gè)是單元間的變異。這兩者都被建模為混合模型中的隨機(jī)效應(yīng)。

A2.2.3 隨機(jī)效應(yīng)線性模型

用方差分析來估計(jì)批內(nèi)和批間的方差，總方差是這兩者的和。當(dāng)包含多個(gè)批次和/或矩陣批次時(shí)，這對(duì)于數(shù)據(jù)分析具有普遍的應(yīng)用。

A2.2.4 其他可能的模型

還有其他可能的統(tǒng)計(jì)模型可能比這里建議的更合適。您公司的統(tǒng)計(jì)學(xué)家可能有比本文建議的更涉及數(shù)學(xué)的想法。

附錄3:設(shè)計(jì)指數(shù)

A3 建立設(shè)計(jì)指數(shù)(DI)的目的是用一個(gè)值來表示產(chǎn)品的器件參數(shù)性能(在關(guān)鍵晶圓工藝限制中最壞情況下的預(yù)期變化)的好壞。對(duì)于特定的參數(shù)要求，設(shè)計(jì)指數(shù)為1或更高意味著器件在所有矩陣點(diǎn)上都滿足該參數(shù)要求。(注:設(shè)計(jì)指數(shù)小于1表示在正常生產(chǎn)過程中，某一參數(shù)可能會(huì)造成較高的良率損失。)本節(jié)將討論DI背后的理論以及如何使用它。

A3.1

在矩陣表征(或模擬)中，處理變量被強(qiáng)制為特定值(以形成矩陣單元格)，并對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行評(píng)估。描述的目的是確定當(dāng)處理變量被迫達(dá)到其最壞情況值時(shí)，器件性能是否會(huì)保持在規(guī)格限制內(nèi)(見附錄1)。

器件參數(shù)是為確保器件滿足規(guī)格書中定義的所有電氣要求而測(cè)量(或建模)或進(jìn)行的測(cè)試的值。一般來說，從矩陣的不同單元上測(cè)量的器件參數(shù)會(huì)有不同的值。因此，每個(gè)部件參數(shù)都有一個(gè)性能范圍，即從矩陣的不同單元測(cè)試的部件的結(jié)果。

A3.2

在定義DI時(shí)，假設(shè)在每個(gè)矩陣單元中采樣的器件參數(shù)總體是正態(tài)分布和獨(dú)立分布的。該指數(shù)還假設(shè)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)/過程窗口內(nèi)的任何點(diǎn)加工時(shí)都能獲得同樣好的良率。因此，沒有對(duì)矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)。

DI的實(shí)際定義與Cpk指數(shù)的定義非常相似。重要的區(qū)別是Cpk是基于一個(gè)正態(tài)分布(將所有矩陣單元分組到一個(gè)分布中)，而DI是基于幾個(gè)獨(dú)立矩陣分布的最壞情況，見圖A3.1。

A3.3 DI(每個(gè)器件參數(shù)上、下規(guī)格限值)確定如下:

a.統(tǒng)計(jì)分析各矩陣單元的電分布特征、器件參數(shù)、測(cè)試溫度。(統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)包括對(duì)每個(gè)分布的平均值和最壞情況邊的估計(jì)，并應(yīng)基于估計(jì)平均值的置信區(qū)間(ci)，見圖A3.2。)例如，如果有5個(gè)矩陣單元格(如圖A2.1所示)和3個(gè)測(cè)試溫度，每個(gè)器件參數(shù)將有15個(gè)分布(每個(gè)溫度5個(gè))，見圖A3.3。

b.使用極端WL (A)和極端WU (b)，如圖A3.3所示，計(jì)算平均值[M = (A + b) / 2]。

c.然后，確定各參數(shù)的DI值(DI lower和DI upper)，如圖A3.3所示。

附錄4:試驗(yàn)器件和樣品選擇

A4 測(cè)試器件的選擇

特征特性描述的一個(gè)目標(biāo)是在早期開發(fā)中發(fā)現(xiàn)潛在的問題，此時(shí)可以快速、容易且成本較低地進(jìn)行更改。因此，應(yīng)謹(jǐn)慎行事，在表征之前盡量減少預(yù)測(cè)試，因?yàn)樗锌赡芙財(cái)嗾５木仃噯卧植己碗[藏潛在的問題。

A4.1 一種方法是預(yù)測(cè)試，只從表征樣本中剔除非功能性器件。

示例:為了幫助定義非功能性，以下是功能性設(shè)備的測(cè)試極限設(shè)定:

•覆蓋規(guī)范要求的參數(shù)失效，只執(zhí)行寬松的規(guī)范功能測(cè)試。

•將所有規(guī)格要求的參數(shù)限制加寬一個(gè)有效數(shù)字。

A4.2 第二種樣本群體選擇方法如下。在處理數(shù)據(jù)之前，應(yīng)預(yù)先篩選數(shù)據(jù)以去除統(tǒng)計(jì)異常值。一個(gè)合適的方法是使用盒圖間四分位范圍(IQR)生成離群值“邊界”。四分位間的范圍可以通過將數(shù)據(jù)按升序排序來計(jì)算，并取第25個(gè)百分位點(diǎn)(稱為第1個(gè)四分位Q1)和第75個(gè)百分位點(diǎn)(稱為第三個(gè)四分位Q3)之間的增量。IQR是Q1和Q3之間的差值。然后將邊界值設(shè)置為:

任何超出這些范圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)都可以被移除，用于計(jì)算總體的平均值和σ。

A4.3 選擇器件的方法對(duì)數(shù)據(jù)中包含的固有工藝變化量有很大影響。主要的關(guān)注點(diǎn)是理解和設(shè)計(jì)內(nèi)在過程變化的最大來源。由于不同的工藝技術(shù)的數(shù)量，供應(yīng)商有責(zé)任開發(fā)將提供固有工藝變化的批次、晶圓片和器件位置的組合。

徹底分析樣本量還應(yīng)考慮以下因素:

•為單元選擇哪些晶圓?

•晶圓上選擇了哪些器件位置?

A4.4 樣本量選擇與邊際誤差

在表征過程中，隨機(jī)選取樣本。根據(jù)抽樣部分的不同，測(cè)量結(jié)果偏離總體正態(tài)分布的均值和極限范圍。更大的樣本量將有助于減少這種偏差/誤差。在決定定性的樣本量時(shí)，要考慮兩個(gè)重要因素。

A4.4.1置信區(qū)間，也稱為誤差幅度。當(dāng)對(duì)樣本上的某個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，我們可以使用置信區(qū)間來表示來自整個(gè)相關(guān)總體的測(cè)量值將介于均值減去區(qū)間和均值加區(qū)間之間。

A4.4.2置信水平表示一個(gè)值能有多確定。它表示真實(shí)測(cè)量值在置信區(qū)間內(nèi)的頻率。95%置信水平，一個(gè)經(jīng)常使用的值，意味著一個(gè)值可以有95%的確定度。

A4.4.3 如果數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，雙尾置信區(qū)間可由下式計(jì)算:

抽樣分布均值的誤差大小為2*(1.96 s /√n)。對(duì)于極限范圍的Cpk值為1.33，極限范圍內(nèi)的預(yù)期誤差百分比與圖A4.1中樣本量有關(guān)。

(*此圖表是使用Student-t分布生成的，當(dāng)樣本量較小時(shí)，這是統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性所展示的。隨著樣本量的增加，t分布趨于正態(tài)分布。)

A4.4.4請(qǐng)注意，如上圖A4.1所示，當(dāng)樣本量為30時(shí)，極限范圍的誤差百分比為5.66%，當(dāng)樣本量為100時(shí)，誤差百分比下降到2.24%，當(dāng)樣本量為300-400單位時(shí)，誤差水平下降到小于1%。

附錄5:特征特性測(cè)試

A5

選擇用于表征的器件應(yīng)經(jīng)過三溫度測(cè)試。測(cè)試溫度需要為室內(nèi)、熱、冷測(cè)試建立。測(cè)試設(shè)置的極端溫度應(yīng)該能夠展現(xiàn)出最壞情況下的產(chǎn)品應(yīng)用結(jié)溫度。

需要強(qiáng)調(diào)的是，所選操作條件下器件的結(jié)溫是實(shí)際表征指標(biāo)。例如，對(duì)于客戶的-40℃瞬時(shí)需求(即冷喚醒操作)，可能需要-55℃的低測(cè)試溫度限制，以滿足測(cè)試期間15℃的穩(wěn)態(tài)加熱。同樣，150ºC的瞬時(shí)封裝測(cè)試可能需要135ºC的高測(cè)試溫度限制，以考慮測(cè)試過程中15ºC的穩(wěn)態(tài)加熱。（就是要以結(jié)溫為準(zhǔn)，不是環(huán)境溫度）

偏置條件和后續(xù)的功率消耗將決定是否有足夠的能量耗散需要進(jìn)行測(cè)試溫度校正。在某些情況下，假定瞬態(tài)條件將消除熱耗散的影響，而在另一些情況下，假定高能穩(wěn)態(tài)條件將需要使用溫度校正。

模擬客戶節(jié)點(diǎn)溫度155℃的情況

如果客戶應(yīng)用系統(tǒng)的起始溫度 : 125ºC

和熱梯度(w/偏差條件)會(huì)導(dǎo)致溫度上升 : 30ºC

所以客戶結(jié)溫的要求 : 155ºC

特征特性測(cè)試溫度

如果結(jié)溫模擬要求 : 155ºC

在測(cè)試過程中如果穩(wěn)態(tài)加熱會(huì)導(dǎo)致熱梯度(w /偏差條件),導(dǎo)致溫度升高 : 15ºC

然后所需的最終測(cè)試設(shè)置鑒定測(cè)試溫度 :140ºC *

*注意:額外的溫度可以添加到這個(gè)值的防護(hù)帶。

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本文對(duì)AEC-Q100 E組的第7項(xiàng)內(nèi)容CHAR Characterization特征特性描述進(jìn)行了介紹和解讀，希望對(duì)大家有所幫助。

原文內(nèi)容比較長(zhǎng)，所以部分內(nèi)容沒有全部翻譯和介紹，CHAR整體來說就是告訴芯片廠家如何對(duì)器件進(jìn)行特征特性參數(shù)的定義，怎么設(shè)置器件參數(shù)規(guī)格書的上下限值，已經(jīng)需要輸出哪些報(bào)告內(nèi)容給客戶的指導(dǎo)文件。

如果有不正確的地方，也歡迎指正并交流。

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