ICS 31.080 CCS L 40 13 河北省 地方 标准 DB 13/T 6033—2024 半导体器件低浓度氢效应试验方法 Test method of low concentration hydrogen effect in semiconductor devices 2024 - 10 - 28发布 2024 - 11 - 28实施 河北省市场监督管理局 发布 DB 13/T 6033 —2024 I 前言 本文件按照 GB/T 1.1 —2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 本文件某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中共河北省委军民融合发展委员会办公室提出。 本文件由中共河北省委军民融合标准化技术委员会（ HeB/TC 21 ）归口。 本文件起草单位：中国电子科技集团公司第十三研究所、河北北芯半导体科技有限公司、河北 科技大学。 本文件主要起草人：高东阳、席善斌、彭浩、武利会、尹丽晶、宋玉玺、裴选、高若源、王伟、 任红霞。 DB 13/T 6033 —2024 1 半导体器件低浓度氢效应试验方法 1 范围 本文件描述了半导体器件低浓度氢效应试验的试验方法。 本文件适用于氢气氛浓度不超过 2 %的半导体器件氢效应试验。其他氢气氛浓度可参照使用，当 有相应的国家标准或行业标准时，以国家标准和行业标准规定为准。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用 文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。 GB/T 3634.2 -2011 氢气 第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢 GB/T 29729 -2022 氢系统安全的基本要求 GB/T 34542.1 -2017 氢气储存输送系统 第1部分：通用要求 GJB 548C -2021 微电子器件试验方法和程序 GJB 3007 防静电工作区技术要求 3 术语和定义 GJB 3007、GJB 548C -2021界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 氢效应 hydrogen effect 半导体器件在规定的环境温度和氢气氛围下，电性能参数发生变化的现象。 4 一般要求 试验人员 4.1.1 试验人员须经过安全技术专业培训和考试，合格后由安全技术部门下发安全操作合格证。 4.1.2 试验人员应经过设备操作及试验程序上岗培训，具备上岗资格。 4.1.3 试验人员应穿着防静电服、防静电鞋，佩戴防静电腕带。 环境要求 4.2.1 温度：15 ℃～35 ℃。 4.2.2 大气压力： 86 kPa～106 kPa。 4.2.3 相对湿度： 20 %～80 %。 4.2.4 静电防护应满足 GJB 3007 的规定。 4.2.5 试验场所应满足 GB/T 34542.1 -2017的规定。 校准要求 试验设备在使用前应进行校准。校准过的设备应在校准有效期内使用，并以适当的方式控制、 使用和存放，以保证其校准状态。 设备设施要求 4.4.1 设备要求 开展低浓度氢效应试验所需的基本试验设备如图 1所示。 DB 13/T 6033 —2024 2 图1 氢效应试验系统 4.4.2 试验箱 对试验箱要求如下： a) 试验箱应满足 GB/T 29729 -2022、GB/T 34542.1 -2017中有关材料、设备和管道的相关要 求； b) 试验设备的温度和压力控制系统应能满足本文件第 5章规定的试验要求； c) 采用的流量计应能够提供预期试验浓度的氢气气氛。 4.4.3 在线监测系统 对在线监测系统要求如下： a) 能够稳定输出满足试验需求偏置电压和电流的直流稳压电源； b) 系统能够实时监测并记录试验样品偏置条件的电压值、电流值等参数的变化； c) 能够根据试验时间，设定采样步长，以便观察试验过程中试验样品的电参数变化趋势。 4.4.4 气源 对气源要求如下： a) 使用氢气瓶作为气源时，应避免敲击、碰撞，不得靠近热源，夏季应防止曝晒； b) 试验用氢气应满足 GB/T 3634.2-2011中高纯氢的技术要求； c) 试验用氮气或惰性气体的纯度应大于或等于 99.999 %。 5 试验步骤 确定试验条件。推荐的试验条件为：氢气浓度 2.0 %（20000 ppm）、温度 150 ℃、时间 200 h。 也可根据试验样品具体情况选择其他的氢气浓度 （ 0.2 %（2000 ppm）、0.5 %（5000 ppm）、1.0 %（10000 ppm）等）、温度（ 125 ℃、175 ℃等）和时间（ 168 h、500 h等）。一般还需要根据试验样品实际应 用条件，施加相应的电偏置条件。 试验样品开封暴露芯片后，依据产品规范，对其进行常温电参数测试，并逐一编号。 将试验样品固定在试验箱内样品架，引出端连接至试验箱内接线柱。 试验箱外部接线柱通过导线连接至直流稳压电源，电源设定好电压和限流值后上电，确认试验 样品加电状态正常后，关闭箱门。 开启在线监测系统，监测试验样品电流值并绘制曲线。 DB 13/T 6033 —2024 3 开启真空泵，对试验箱进行抽真空。箱内绝对压力应不高于 5 kPa。 待箱内压力达到 5 kPa或以下时，关闭真空泵。 向试验箱充入氮气和氢气的混合气体，使箱内氢气浓度达到预定值。 试验箱内压力恢复至常压时，设定试验 温度，开启加热系统。试验箱内温度达到并稳定在预期 温度后，再次确认加电状态，开始计时。 试验时间达到规定值后，关闭直流稳压电源、加热系统，排出试验箱内氢气。 试验箱内温度冷却至室温，打开箱门，取出试验样品。 依据产品规范，对试验样品进行试验后常温电参数测试，一般试验后常温电参数测试应在取 出2 h内完成。 6 失效判据 如无特殊要求，一般将样品在线工作电流变化 10 %定义为对氢敏感。 7 试验报告 试验报告应包含如下内容： a) 样品型号、名称； b) 样品数量； c) 氢气浓度、试验温度、试验时间； d) 样品偏置条件； e) 试验结论； f) 试验人员及试验日期。 DB 13/T 6033 —2024 4 A A 附录 A （资料性） 半导体器件低浓度氢效应试验报告 表A.1 半导体器件低浓度氢效应试验报告 样品名称 样品型号 生产单位 检验类别 委托单位 送样人员 送样单位 抽样方式 样品数量 样品编号 送样日期 样品批号 试验日期 环境条件 试验要求 氢气浓度 试验温度 试验时长 偏置条件 试验依据 试验结果 仪器设备 设备名称 设备编号 计量有效期 备注