GB/T 43931-2024 宇航用微波集成电路芯片通用规范

　　ICS 31.200 CCS L 55

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 43931—2024

　　宇航用微波集成电路芯片通用规范

　　Generalspecification formicrowaveintegrated circuitchip foraerospace

　　2024-06-29发布 2024-10-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 43931—2024

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语 、定义和缩略语 1

　　3. 1 术语和定义 1

　　3. 2 缩略语 1

　　4 技术要求 2

　　4. 1 一般要求 2

　　4. 2 芯片分类 2

　　4. 3 设计 、结构 、材料与工艺 2

　　4. 4 生产过程控制 5

　　4. 5 电性能 5

　　4. 6 标志 5

　　4. 7 质量保证要求 5

　　4. 8 ESDS 6

　　4. 9 抗辐射能力等级 6

　　4. 10 芯片氢耐受能力评价 7

　　4. 11 晶圆质量控制 7

　　4. 12 可追溯性要求 9

　　5 质量保证规定 9

　　5. 1 检验分类 9

　　5. 2 破坏性试验和非破坏性试验 9

　　5. 3 试验和检验的环境条件 9

　　5. 4 批的组成 9

　　5. 5 不合格批的重新提交 10

　　5. 6 鉴定检验和质量一致性检验的样品 10

　　5. 7 不合格 10

　　5. 8 承制方筛选 10

　　5. 9 失效 11

　　5. 10 鉴定检验 11

　　5. 11 质量一致性检验 12

　　5. 12 检验记录 14

　　5. 13 使用方验收 14

　　Ⅰ

　　GB/T 43931—2024

　　6 交货准备 16

　　6. 1 包装要求 16

　　6. 2 贮存要求 17

　　6. 3 运输要求 17

　　6. 4 发货时应提供的文件 17

　　7 说明事项 17

　　7. 1 预定用途 17

　　7. 2 订购文件内容 17

　　7. 3 芯片的使用说明 18

　　附录 A (规范性) 晶圆批验收要求 19

　　Ⅱ

　　GB/T 43931—2024

　　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 。

　　请注意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 。

　　本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 : 中国电子科技集团公司第十三研究所 、西安空间无线电技术研究所 、中国电子科技集团公司第五十五研究所 、上海精密计量测试研究所 、广州天极电子科技股份有限公司 。

　　本文件主要起草人 :林丽艳 、范海玲 、王国全 、韩东 、崔波 、何婷 、陈哲 、宋翔 、杨俊锋 。

　　Ⅲ

　　GB/T 43931—2024

　　宇航用微波集成电路芯片通用规范

　　1 范围

　　本文件规定了宇航用微波集成电路芯片的技术要求 、质量保证规定和交货准备 。

　　本文件适用于宇航用微波集成电路芯片(以下简称 “芯片 ”)的设计 、生产和产品质量保证 。

　　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 2828. 1—2012 计数抽样检验程序 第 1 部分 :按接收质量限(AQL) 检索的逐批检验抽样计划

　　GB/T 2900(所有部分) 电工术语

　　GB/T 4937. 17—2018

　　半导体器件 机械和气候试验方法 第 17部分 : 中子辐照

　　GB/T 4937. 18—2018

　　半导体器件 机械和气候试验方法 第 18部分 : 电离辐射(总剂量)

　　GB/T 4937. 19—2018

　　半导体器件 机械和气候试验方法 第 19部分 :芯片剪切强度

　　GB/T 4937. 22—2018

　　半导体器件 机械和气候试验方法 第 22部分 :键合强度

　　GB/T 4937. 23—2023

　　半导体器件 机械和气候试验方法 第 23部分 :高温工作寿命

　　GB/T 4937. 26—2023

　　半导体器件 机械和气候试验方法 第 26部分 : 静电放电(ESD) 敏感度

　　测试 人体模型(HBM)

　　GB/T 19403. 1—2003

　　半导体器件 集成电路 第 11部分 :第 1 篇 :半导体集成电路 内部目检

　　(不包括混合电路)

　　GB/T 35010. 1—2018

　　半导体芯片产品 第 1部分 :釆购和使用要求

　　IEC 60749-6:2017 半导体器件 机械和气候试验方法 第 6 部分 :高温贮存(Semiconductor de- vices—Mechanicaland climatic testmethods—Part6: Storage athigh temperature)

　　IEC 60749-25:2003 半导体器件 机械和气候试验方法 第 25部分 : 温度循环(Semiconductor devices—Mechanicaland climatic testmethods—Part25: Temperature cycling)

　　IEC 60749-36:2003 半导体器件 机械和气候试验方法 第 36部分 : 稳态加速(Semiconductor devices—Mechanicaland climatic testmethods—Part36: Acceleration, steady state)

　　3 术语、定义和缩略语

　　3. 1 术语和定义

　　GB/T 2900(所有部分)和 GB/T 35010. 1—2018界定的术语和定义适用于本文件 。

　　3.2 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件 。

　　DRC:设计规则检查(Design Rule Check)

　　ERC: 电气规则检查(ElectricalRule Check)

　　1

　　GB/T 43931—2024

　　ESD:静电放电(Electrostatic Discharge)

　　ESDS:静电放电敏感度等级(Electrostatic Discharge Sensitivity)

　　PCM :工艺监控图形(Process ControlMonitor)

　　MIM :金属-绝缘体-金属(Metal-Insulator-Metal)

　　PDA:允许的不合格品率(PercentDefective Allowable)

　　PID:过程识别文件(Process Identification)

　　RHA:辐射加固保证(Radiation Hardness Assured)

　　SEM :扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope)

　　SPC:统计过程控制(StatisticalProcess Control)

　　4 技术要求

　　4. 1 一般要求

　　芯片应符合本文件和相关详细规范规定的要求 。 当本文件要求与相关详细规范不一致时 ,应以相关详细规范为准 。

　　按本文件提交的芯片应是经鉴定合格的芯片 。

　　4.2 芯片分类

　　根据对芯片生产线的质量控制水平 ,本文件将芯片分为 Ⅰ 、Ⅱ两类 。在 6个月内有宇航供货经历的生产线上生产的芯片为 Ⅰ 类芯片 。在 6个月内无宇航供货经历的生产线上生产的芯片为 Ⅱ类芯片 。芯片应在使用方认可 、成熟稳定的生产线上生产 。

　　4.3 设计、结构、材料与工艺

　　4.3. 1 一般要求

　　芯片的设计 、结构与工艺应符合相关详细规范 、设计图纸和工艺文件的规定 。

　　4.3.2 设计要求

　　4.3.2. 1 一般要求

　　承制单位应组织设计 、生 产 、工 艺 、质 量 保 证 及 可 靠 性 等 部 门 共 同 建 立 芯 片 的 设 计 规 范 或 设 计 准则 ,提出质量和可靠性目标 ,在整个设计周期里全面考虑其质量和可靠性问题 ,相关材料应提交鉴定机构用于鉴定前的检查 。

　　4.3.2.2 设计基本原则

　　设计应遵循以下基本原则 :

　　a) 全面掌握用户使用需求 ,仔细研究产品功能和性能要求 , 以技术指标及使用要求为依据 ,综合评价其全寿命周期和费用 ,在规定的工作条件下 ,实现产品预定的功能和性能 ;

　　b) 熟悉不同工艺提供的各种元 、器件的性能 ,熟悉不同工艺的模型手册和版图设计规则 , 以便进行芯片设计时 ,根据产品应用频段 ,选择合适的工艺路线 ;

　　c) 设计过程中应体现通用化 、系列化 、组合化设计思想 ;

　　d) 设计过程中应保证可靠性 、测试性等通用质量特性要求 ,进行相应的通用质量特性设计 。

　　4.3.3 设计验证

　　为保证新研制芯片的设计满足要求 ,应至少进行以下设计验证 。

　　2

　　GB/T 43931—2024

　　a) 模型验证 :提供证据证明设计过程中用到的模型起到预期的作用 ,能够精确覆盖最严酷的温度条件和最恶劣的电学条件 ,模型包括晶体管逻辑 、故障 、时序 、芯片工艺和组装工艺等 。

　　b) 版图验证 :人工或自动化布图过程中 ,应进行设计 、电气和可靠性规则的检查 , 规则检查至少包括 :

　　1) DRC:几何学和物理学检查 ;

　　2) ERC:短路 、开路 、连通性检查 ;

　　3) 可靠性规则检查 : 如电迁移 、电流密度 、反向漏电压降 、辐照锁定 、热载流子注入 、静电放电 、栅烧毁等 ;

　　4) RHA:规则检查(要求时) 。

　　c) 性能验证 :承制单位应对芯片既定的工作能力进行评定 ,并证明对每种功能的实际测试覆盖了温度和电压的极限范围(该范围由设计仿真确定) 。 电应力试验应在最坏条件下进行 , 临界于设计规则最低要求的 情 况 应 进 行 重 点 关 注 。 当 芯 片 出 现 失 效 , 应 通 过 失 效 分 析 确 定 失 效 机理 ,并对发现的任何问题采取措施进行纠正 。

　　4.3.4 设计文件

　　按本文件要求提供的所有芯片 ,应保存其设计 、芯片图形以及电路图等设计文件以供审查 ,这些设计文件应能充分完整地说明芯片的结构和电气性能 ,并且能追溯到芯片的图纸和类型编号 。

　　4.3.5 电原理图

　　按本文件提供的芯片 ,应附有实际电路图 、逻辑图或两者的结合 , 以便充分说明芯片的功能 。对于简单的芯片 ,其电路图应是一个完整而详细地给出其所有功能元件的电路图 。对于复杂的芯片或有重复单元的芯片 ,则应用一个逻辑图再配以各部分详细的电路图来表示 。

　　4.3.6 工作温度范围

　　除另有规定外 ,功率芯片的工作环境温度范围应不低于 -55 ℃ ~ 85 ℃ ,其他芯片的工作环境温度范围应为 -55 ℃ ~ 125 ℃ 。最低和最高额定工作温度分别指这一温度范围的下限和上限 。

　　4.3.7 贮存温度范围

　　除另有规定外 ,所有芯片的贮存温度范围应为 - 65 ℃ ~ 150 ℃ ,最低和最高额定贮存温度分别指这一温度范围的下限和上限 。

　　4.3. 8 材料

　　应优先选用成熟的 、有宇航应用经历的材料 。选用未经宇航验证的新材料 ,应按照项目要求 ,开展验证试验并合格后使用 。

　　在规定的试验条件下 ,材料应不起泡 、不开裂 、不软化以及不应出现影响芯片贮存 、工作和环境适应能力的缺陷 。

　　半导体材料的检验 、贮存和处理的方法和程序应在文件中进行规定 ,应提供各项证实原材料能够符合承制单位规范以及相关详细规范要求的记录 。

　　承制单位应进行关键原材料的识别 ,并按检验要求进行检验 ,材料供应商按承制单位采购规范提供检验报告 。

　　金属和电镀液等原 材 料 , 除 检 查 材 料 供 应 商 合 格 证 外 , 还 需 按 照 相 应 工 艺 验 证 规 范 进 行 工 艺 验证 ,工艺验证合格后使用 。

　　3

　　GB/T 43931—2024

　　4.3.9 禁限用工艺

　　不应使用航天应用中明确规定的禁用工艺 。

　　不应采用已经有明确数据表明不适合的工艺 。

　　选用未经宇航验证的新工艺 ,应按照项目要求 ,开展验证试验并合格后使用 。

　　对砷化镓(GaAs)芯片 ,二氧化硅(SiO2 )不作为与半导体直接接触的钝化层 。

　　4.3. 10 芯片划片

　　除蓝宝石上硅(SOS)晶片从背面划片采用激光划片方式 ,氮化镓(GaN) 芯片采用隐形激光划片方式外 ,芯片不应采用激光划片 。其他材料的芯片若采用激光划片 ,应进行充分论证和工艺验证 ,并经使用方认可 。

　　4.3. 11 尺寸

　　相关详细规范中应给出芯片的长度 、宽度和厚度 。 除另有规定外 ,芯片的最小厚度应为 0. 045 mm。

　　4.3. 12 键合区

　　键合区应进行金属化 ,并应满足 5. 11. 3 中键合强度试验的要求 。键合区的大小 、位置 、顺序和电气功能应符合相关详细规范的规定 。

　　4.3. 13 金属化层厚度

　　芯片金属化层厚度 、单层金属层厚度和多层布线金属化层的顶层厚度应至少为 800 nm , 而多层布线金属化层的顶层以下的各层应至少为 200 nm。

　　在通常工作条件下其电流密度不超过表 1列出的与各种适用导体材料相对应的最大允许值 。

　　表 1 导体材料最大允许电流密度对应表

　　导体材料

　　最大允许电流密度A/cm2

　　铝(99. 99%纯铝或掺杂铝) ,无玻璃钝化层或者未进行玻璃钝化层

　　完整性试验

　　2× 105

　　铝(99. 99%纯铝或掺杂铝) ,有玻璃钝化层

　　5× 105

　　难熔金属(钼 、钨 、钛钨 、氮化钛) ,有玻璃钝化层

　　5× 105

　　金

　　6× 105

　　所用其他导体材料

　　2× 105

　　4.3. 14 背面金属化层

　　背面金属应符合相关详细规范中的规定 ,并应满足 5. 11. 3 中芯片剪切强度或芯片粘接强度试验的要求 。

　　4.3. 15 玻璃钝化

　　所有芯片均应涂覆一层透明的玻璃或经批准的其他涂层 。 除设计要求区域外 ,玻璃钝化层应覆盖

　　4

　　GB/T 43931—2024

　　除键合区或测试点以外的所有导体 。

　　芯片有源区的玻璃钝化层的最小厚度 ,要求 SiO2 为 350 nm 或氮化硅(Si3N4 ) 为 100 nm。 而其他涂层采用的厚度和组成应获得使用方认可 。

　　4.4 生产过程控制

　　4.4. 1 过程识别

　　建立 PID对芯片的生产过程控制应提出具体的要求 ,利用 PID 固化生产线和产品状态 。

　　4.4.2 外协

　　芯片生产 、质量保证过程 ,应在芯片承制方完成 。如果某些项目需要外协 ,芯片承制方应建立合格外协单位管理制度 ,对外协单位的资质进行审查 ,形成合格外协单位清单 。 承制方外协单位发生变化时 ,应在 5个工作 日 内通知使用方 。

　　4.4.3 失效信息通报

　　应对发生在生产过程 、晶圆批接收 、筛选 、鉴定 、质量一致性检验等过程中的批次性失效进行处理 。承制方应在 5个工作 日 内 ,将批次性失效的相关信息以书面形式通报使用方 。

　　对于使用方使用过程中反馈的失效问题 ,承制方应在 15个工作 日 内将失效问题以及处理结果通报使用方 。在失效模式 、失效原因明确后 ,承制方在 2个工作 日 内将失效分析结论通知所有使用方 。承制方应针对失效模式和失效原因确定改进措施 ,并在改进措施确定后的 5 个工作 日 内以书面方式通知所有使用方 。

　　4.5 电性能

　　芯片的电性能应符合相关详细规范的规定 。

　　4.6 标志

　　芯片上的标志应符合相关详细规范的规定 。应能根据相关详细规范和使用说明识别芯片各端口功能 。条件允许时 ,应在芯片上标志承制单位商标和芯片标识 。

　　4.7 质量保证要求

　　4.7. 1 芯片的鉴定

　　本文件交付的芯片按 5. 10的规定进行鉴定检验 。

　　4.7.2 生产线认证(认定)或评价

　　芯片生产线应具备满足本文件规定的设计能力 、生产设备 、试验设备和质量保证条件 ,或者具备对芯片生产设备 、试验设备和质量保证条件控制的能力和手段 。

　　芯片生产线应先按相关标准规定(不包括有关芯片组装和封装方面的要求) ,制定和实施质量保证大纲 ,对芯片生产线进行认证(认定)或评价 。芯片生产线应向鉴定机构或使用方提交质量保证大纲及质量保证大纲执行情况以供检查 。

　　4.7.3 质量保证大纲的更改

　　对认证(认定) 、评价的合格产品 ,若没有修改产品质量保证大纲文件 ,承制单位不应对产品的设计 、

　　5

　　GB/T 43931—2024

　　材料 、工艺或控制进行更改 。

　　4.7.4 对已认证(认定) 、评价生产线的复查

　　首次认证(认定) 、评价合格后 ,鉴定机构或使用方(或使用方委托的机构)应按规定检查承制单位的设施和设备 、工艺和技术 ,检查质量保证大纲的执行情况和相关记录 。

　　4.7.5 鉴定合格产品的更改

　　当鉴定后的芯片设计 、工艺 、材料出现影响产品性能 、质量和可靠性的更改或生产条件发生重大变化时 ,芯片承制方应重新进行鉴定检验并书面通知使用方 。

　　若芯片承制单位需更改芯片技术状态 ,应书面通知芯片使用单位和使用方元器件质量管理机构 , 由使用方元器件质量管理机构组织相关方进行确认 。

　　4.7.6 批失效处理

　　批失效发生阶段包括生产过程 、筛选试验 、鉴定检验 、质量一致性检验以及使用方的验收等 。若这种失效发生于鉴定 、鉴定维持或鉴定合格芯片的采购 ,承制方应将有关失效数量 、失效模式和可能的失效原因在 5个工作 日 内以书面方式通知使用方 。对失效批次的芯片不应进行后续试验 。

　　4. 8 ESDS

　　ESDS应符合表 2规定 。

　　表 2 ESDS对照表

　　ESDS

　　ESDS标志

　　能承受的静电电压

　　V

　　0 级

　　△0

　　<250

　　1A级

　　△A

　　250~ 499

　　1B级

　　△B

　　500~ 999

　　1C级

　　△C

　　1 000~ 1 999

　　2 级

　　△△

　　2 000~ 3 999

　　3A级

　　△△△A

　　4 000~ 7 999

　　3B级

　　△△△B

　　≥8000

　　3 级

　　△△△

　　4 000~ 15 999

　　不敏感

　　无标识

　　≥15 999

　　4.9 抗辐射能力等级

　　抗辐射能力等级应符合表 3规定 。

　　6

　　GB/T 43931—2024

　　表 3 抗辐射能力等级对照表

　　抗辐射能力等级

　　抗电离总剂量辐射能力

　　Gy(Si)

　　中子n/cm2

　　—

　　未进行辐射强度保证

　　≥2× 1012

　　M

　　30

　　D

　　1× 102

　　P

　　3× 102

　　L

　　5× 102

　　R

　　1× 103

　　F

　　3× 103

　　G

　　5× 103

　　H

　　1× 104

　　4. 10 芯片氢耐受能力评价

　　对氢气敏感的芯片应进行芯片氢耐受能力评价 ,评价试验条件 、判据 、方法由供需双方确定 。

　　4. 11 晶圆质量控制

　　4. 11. 1 确立工艺过程检验文件

　　应制定晶圆生产线工艺过程检验文件 ,过程检验包括芯片目检 、单工序加工结果检验等 。过程检验文件应确定工艺加工验证的目标值 , 以这组目标值为依据 ,将实际晶圆的测量数据值与其进行对比 , 以确定晶圆的可接收性 。必要时 ,应向使用方提供工艺过程检验文件供其审查 。

　　4. 11.2 建立工艺 SPC

　　应采用工艺监控系统控制关键工艺 , 以保证芯片质量和可靠性 ,监控系统需使用不同的测试芯片 、方法和测试技术 。应根据对工艺的实践经验和对产品特性的认知确定需监控的关键工序 ,结果数据应通过相应的 SPC方法进行分析 , 以确定控制效果 。

　　4. 11.3 PCM 参数监测

　　应根据产品结构给出 PCM参数控制范围 ,并在工艺文件和详细规范中予以明确 。 表 4 列出了常用的 PCM。

　　表 4 常用的 PCM

　　测试结构

　　监测参数

　　范德堡桥或类似结构

　　方块电阻

　　线宽

　　MIM 电容器

　　电容

　　泄漏电流

　　7

　　GB/T 43931—2024

　　表 4 常用的 PCM (续)

　　测试结构

　　监测参数

　　传输线测试结构

　　接触电阻

　　方块电阻

　　变换长度

　　饱和电流

　　隔离窄缝

　　隔离窄缝击穿电压

　　空气桥链

　　空气桥缺陷密度

　　直流探针测试晶体管

　　直流特性

　　微波探针测试晶体管

　　S-参数

　　小信号模型提取

　　通孔对准结构

　　偏移电阻

　　对准标记

　　套刻对准

　　4. 11.4 PCM 评价

　　晶圆接收将根据在制造过程中进行的 PCM室温测试所提供的信息对每 1 晶圆逐片进行 ,PCM 合格率应不低于 80% 。如果使用插入式 PCM ,每 1 晶圆至少在 5个不同位置放置相同 PCM测试组 ,1个位于晶圆中心 ,另外 4个分别放在不同象限 。如果 PCM设置在划片区中 ,或各个芯片上都有 PCM ,应至少从晶圆中心和每个象限分别测试 1个 PCM。

　　对于外协流片的 ,应要求流片厂家提供 PCM检测结果 ,承制单位进行 PCM评价 。

　　4. 11.5 参数一致性分析

　　参数一致性分析主要针对 PCM参数(适用时)和电探针测试主要参数 。

　　a) 芯片承制单位应给出 PCM参数控制范围 ,在工艺文件中予以明确 。 芯片承制单位应对比分析不同批次芯片 PCM参数的一致性 ,对于批次间差异较大的应进行分析 ,分析变化较大的参数对使用的影响 ,形成分析报告 ,提交验收前应得到芯片使用单位认可 。

　　b) 芯片承制单位应进行电探针测试一致性分析 ,得出电探针测试内控范围 。芯片承制单位应对比分析不同批次芯片电探针测试的一致性 ,对于批次间差异较大的应进行分析 ,分析变化较大的参数对使用的影响 ,形成分析报告 ,提交验收前应得到芯片使用单位认可 。

　　芯片交付验收时应提供参数一致性分析报告 。

　　4. 11.6 有缺陷的晶圆

　　不符合任何试验判据的所有晶圆应在发现缺陷时 ,或发现缺陷的试验结束时立即剔除 。拒收的晶圆 ,根据产品技术文件的具体规定能接受经批准的返工操作 。 一旦拒收 ,并被判断为不准许返工的失效 ,不应再对晶圆进行接收试验 。经过批准的返工程序处理的拒收晶圆 ,应重新提交检查 ,并在继续进行工艺加工之前先通过接收检验 。

　　8

　　GB/T 43931—2024

　　4. 12 可追溯性要求

　　4. 12. 1 外购关键原材料

　　外购关键原材料应能追溯到其生产批 、检验批或其他规定的编组 。外购关键原材料入厂检验报告应在承制方至少保存 20年 。

　　4. 12.2 生产过程

　　对交货的每个芯片都应追溯到晶圆批 。批流程卡应在承制方至少保存 20年 。

　　4. 12.3 质量一致性检验样品和试验报告

　　质量一致性检验样品和试验报告(含测试数据)应在承制方至少保存 20年 。

　　4. 12.4 筛选试验报告

　　承制方筛选试验报告(含测试数据)应在承制方至少保存 20年 。

　　4. 12.5 验收报告

　　验收报告 、验收试验数据应在承制方至少保存 20年 。

　　5 质量保证规定

　　5. 1 检验分类

　　本文件规定的检验分类如下 :

　　a) 承制方筛选(见 5. 8) ;

　　b) 鉴定检验(见 5. 10) ;

　　c) 质量一致性检验(见 5. 11) ;

　　d) 使用方验收(见 5. 13) 。

　　5.2 破坏性试验和非破坏性试验

　　除另有规定外 ,承受了破坏性试验的芯片不能作为合格品交付使用 ,承受了非破坏性试验的芯片通过验收可作为合格品交付使用 。

　　注 : 本文件中非破坏性试验项目为筛选试验项 目 。

　　5.3 试验和检验的环境条件

　　除另有规定外 , 电 测 试 环 境 温 度 要 求 : 25+- 5(3)℃;其 他 试 验 环 境 温 度 要 求 : (25±10) ℃;环 境 气 压

　　86kPa~ 106kPa。如果环境湿度对试验有影响 ,应在有关文件中规定 。

　　5.4 批的组成

　　5.4. 1 晶圆批

　　从晶圆加工开始至结束同时经受同一组工艺过程的 1组集成电路晶圆构成 1个晶圆批 。每个晶圆批应指定 1个能追溯到所有晶圆加工步骤的识别代码 。

　　9

　　GB/T 43931—2024

　　5.4.2 检验批

　　1个检验批由同时提交检验的 1个晶圆批中的同一型号芯片构成 。

　　5.5 不合格批的重新提交

　　当提交鉴定和质量一致性检验的任一分组不符合要求时 ,应进行失效分析并确定失效机理 。如确认该失效是可通过对整批晶圆附加筛选而有效去除的缺陷 ,并已进行了相应筛选 ;或者该失效并不反映产品具有设计或生产工艺缺陷 ,则允许对该分组采用加严检验(按双倍样品量及不合格判定数为零的方案)的方法重新提交 1 次 。如果经过附加筛选重新提交检验合格 , 以后交付的芯片均应进行相应的附加筛选 ,直至试验数据证明不进行附加筛选的芯片批能通过相应分组的检验 。

　　重新提交的批不应与其他批相混 。

　　如果失效分析表明失效是由于工艺程序不良 、设计缺陷或是无法通过筛选去除的缺陷 ,则该批不应重新提交 。

　　5.6 鉴定检验和质量一致性检验的样品

　　5.6. 1 鉴定检验和质量一致性检验组装样品的制备

　　从筛选合格的检验批中随机抽取芯片进行组装 ,并对组装样品进行目检和电性能测试 ,有缺陷的样品(含组装中引入的缺陷如开路 、短路等)在证实后应予以剔除并替换 。

　　组装样品应按 A 组 、B 组 和 C 组(适 用 时) 检 验 的 规 定 进 行 鉴 定 检 验 和 质 量 一 致 性 检 验 。 适 用时 ,也可对抽取的部分芯片样品不组装 ,直接进行 A组 、B组和 C组(适用时)检验的部分分组试验 。

　　5.6.2 组装样品的标识

　　组装样品应有以下标志或附有包含相应内容的标签 :

　　a) 序列号(要求时) ;

　　b) 芯片型号 ;

　　c) 检验批号或日期代码 。

　　5.6.3 备份样品

　　备份样品与各分组样品一起进行试验 , 以便在试验设备发生故障和操作人员出现失误时按事先编好的顺序替换损坏样品 。备份样品应经受本分组内的全部试验 ,其试验结果方为有效 。

　　5.7 不合格

　　未能达到 A组 、B组和 C组(适用时)任一分组要求的批 ,按 5. 5 的规定重新提交 1 次 。如不重新提交或重新提交仍未合格 ,则该批为拒收批 ,不应交付 。

　　5. 8 承制方筛选

　　在鉴定检验和质量一致性检验之前 ,全部芯片应按表 5 的规定进行筛选 。筛选在晶圆或芯片上进行 。对于不符合要求的芯片应标识为不合格品 ,在芯片分离时应予剔除 ,并不应交付 。

　　10

　　GB/T 43931—2024

　　表 5 筛选

　　序号

　　试验

　　方法

　　条件

　　要求

　　1

　　晶圆批验收

　　—

　　附录 A

　　所有批

　　2

　　稳定性烘焙

　　IEC 60749-6:2017

　　150 ℃ ±3 ℃ ,至少 24h,保护气氛按规定

　　100%

　　3

　　电探针测试a

　　—

　　按详细规范规定

　　100%

　　4

　　电探针测试一致性分析

　　4. 10. 5

　　—

　　100%

　　5b

　　目检

　　GB/T 19403. 1—2003

　　—

　　100%

　　a 电探针测试的合格 品 率 由 单 个 晶 圆 片 测 试 合 格 芯 片 数 除 以 该 晶 圆 提 交 测 试 的 芯 片 总 数 确 定 。 除 另 有 规 定外 ,芯片的直流参数首次电探针测试 PDA不高于 30% ,微波参数首次电探针测试 PDA不高于 40% 。

　　b 针对划片后的芯片 。

　　5.9 失效

　　5.9. 1 失效判据

　　5.9. 1. 1 参数超差失效

　　若芯片的 1个或多个参数超出了详细规范规定的室温 、高温或低温电参数测试极限 ,则视为发生了参数超差失效 。参数测量值超过详细规范规定极限值的 1个数量级时 ,为参数严重超差失效 。

　　5.9. 1.2 功能失效

　　芯片丧失了规定的功能 ,则视为发生了功能失效 。

　　5.9.2 失效芯片

　　出现 5. 9. 1所规定的一种或多种失效模式的芯片应视为失效芯片 ,对失效芯片应隔离 。筛选过程中发现功能失效或参数严重超差的芯片时 ,应进行失效分析 ;如该批次芯片具有批次性问题 ,则整批芯片不应提交验收 。

　　5.9.3 批失效

　　一旦批失效发生 ,应按 4. 7. 6进行处理 。批失效包括 :

　　a) 筛选过程发生 5. 9. 1. 1 和 5. 9. 1. 2失效数量的比例超过规定的 PDA;

　　b) 出现 5. 9. 2所规定的失效具有批次性 。

　　5. 10 鉴定检验

　　5. 10. 1 一般要求

　　鉴定检验应在鉴定机构批准的试验室或设备上按本文件 A 组 、B 组 、C 组(适 用 时) 和 D 组(要 求时)的规定进行 。

　　5. 10.2 鉴定合格资格的保持

　　为了保持鉴定合格资格 ,承制单位每 12个月应向鉴定机构提出 1份报告 。鉴定机构应规定第一次报告的 日期 。报告应包括 12个月内对各批进行的质量一致性检验结果摘要 ,摘要包括检验分组的失效

　　11

　　GB/T 43931—2024

　　数量和失效模式 ,应识别和计入返工批 、重新提交批和拒收批 。

　　如果报告的试验结果与详细规范要求不一致 ,并且未采取鉴定机构认可的纠正措施 ,则导致该产品丧失鉴定合格资格 。

　　如果在报告的有效期内未进行生产 ,应向鉴定机构提交 1份报告 ,证明承制单位仍然具备生产这种产品的能力和设备条件 。如果在连续 3个报告周期内未进行生产 ,鉴定机构可要求承制单位对该产品或采用相同的工艺技术生产的相同等级的代表性产品 ,按鉴定检验的要求重新进行鉴定 。

　　5. 11 质量一致性检验

　　5. 11. 1 一般要求

　　质量一致性检验应按本文件 A组 、B组和 C组(适用时)的规定进行 。

　　5. 11.2 A 组检验

　　A组检验为逐批检验 ,应按表 6 的规定对样品进行试验 。各分组的试验按任意顺序进行 。 同一样本可用作多个或所有分组试验 。

　　表 6 A 组检验

　　分组

　　样品数(接收判定数)

　　Ⅰ 类

　　Ⅱ类

　　A1分组

　　25 ℃下静态试验

　　22(0) a

　　32(0) a

　　A2分组

　　最高工作温度下静态试验

　　22(0)

　　32(0)

　　A3分组

　　最低工作温度下静态试验

　　22(0)

　　32(0)

　　A4分组

　　25 ℃下动态试验

　　22(0)

　　32(0)

　　A5分组

　　最高工作温度下动态试验

　　5(0)

　　15(0)

　　A6分组

　　最低工作温度下动态试验

　　5(0)

　　15(0)

　　a 抽取的芯片应覆盖到每个晶圆 。

　　5. 11.3 B 组检验

　　B组检验为逐批检验 ,芯片按表 7( Ⅰ 类芯片) 、表 8( Ⅱ 类芯片) 的规定进行 。各分组的试验按任意顺序进行 ,1个分组内的各项试验应按规定顺序进行 。用于 B4、B5和 B6分组检验的样品应从 A 组检验合格的检验批中抽取 ,其他分组试验可采用同一检验批中电性能不合格的样品作样本 。

　　12

　　GB/T 43931—2024

　　表 7 B 组检验( Ⅰ 类芯片)

　　试验

　　方法

　　条件

　　样品数

　　(接收判定数)

　　B1分组

　　内部目检

　　GB/T 19403. 1—2003

　　—

　　10(0)

　　芯片尺寸

　　—

　　按详细规范规定

　　B2分组

　　键合强度

　　GB/T 4937. 22—2018

　　—

　　22(0) a

　　B3分组

　　芯片剪切强度或

　　芯片粘接强度

　　GB/T 4937. 19—2018

　　按不同的芯片大小

　　按不同的芯片大小

　　5(0)

　　B4分组

　　温度循环

　　IEC 60749-25:2003

　　最高贮存温度 ,25次

　　22(0)

　　机械冲击或恒定加速度

　　—

　　IEC 60749-36:2003

　　14 700 m/s2 ,Y1 方向29400 m/s2 ,Y1 方向

　　终点电测试

　　—

　　按详细规范规定

　　B5分组b

　　ESD

　　GB/T 4937. 26—2023

　　按详细规范规定

　　3(0)

　　终点电测试

　　—

　　按详细规范规定

　　a 指被试键合引线数 ,至少应从 5个样品中抽取 。

　　b 鉴定检验时进行 。

　　表 8 B 组检验( Ⅱ 类芯片)

　　试验

　　方法

　　条件

　　样品数

　　(接收判定数)

　　B1分组

　　内部目检

　　GB/T 19403. 1—2003

　　—

　　10(0)

　　芯片尺寸

　　—

　　按详细规范规定

　　B2分组

　　键合强度

　　GB/T 4937. 22—2018

　　—

　　22(0) a

　　B3分组

　　芯片剪切强度或

　　芯片粘接强度

　　GB/T 4937. 19—2018

　　按不同的芯片大小

　　按不同的芯片大小

　　5(0)

　　B4分组

　　温度循环

　　IEC 60749-25:2003

　　最高贮存温度 ,100次

　　22(0)

　　机械冲击或恒定加速度

　　—

　　IEC 60749-36:2003

　　14 700 m/s2 ,Y1方向29400m/s2 ,Y1方向

　　终点电测试

　　—

　　按详细规范规定

　　B5分组

　　稳态寿命试验

　　GB/T 4937. 23—2023

　　TA (或 TS) = 125 ℃b , 1000h

　　22(0)

　　终点电测试

　　—

　　按详细规范规定

　　B6分组 c

　　ESD

　　GB/T 4937. 26—2023

　　按详细规范规定

　　3(0)

　　终点电测试

　　—

　　按详细规范规定

　　B7分组

　　SEM检查

　　—

　　按规定

　　3(0)

　　a 指被试键合引线数 ,至少应从 5个样品中抽取 。

　　b 可调整 TA (或 TS)使 Tj或 Tch不超过 Tjmax或 Tchmax。

　　c 鉴定检验时进行 。

　　13

　　GB/T 43931—2024

　　5. 11.4 C 组检验

　　Ⅰ 类芯片应按表 9 的规定进行 C组检验 ,C 组检验为周期检验 ,每 6个月进行 1 次 。C组检验的样品应从 A组检验合格的检验批中抽取 。

　　表 9 C 组检验( Ⅰ 类芯片)

　　试验

　　方法

　　条件

　　样品数

　　(接收判定数)

　　C1分组

　　稳态寿命试验

　　GB/T 4937. 23—2023

　　TA (或 TS) = 125 ℃ a ,1 000 h

　　22(0)

　　终点电测试

　　—

　　按详细规范规定

　　a 可调整 TA (或 TS)使 Tj或 Tch不超过 Tjmax或 Tchmax。

　　5. 11.5 D 组检验

　　当使用方有要求时 ,D组检验应按表 10 的规定进行 。D 组检验的样品应从 A 组检验合格的检验批中抽取 。辐射强度保证检验应符合相关详细规范的规定 。

　　表 10 D 组检验

　　试验

　　方法

　　条件

　　样品数

　　(接收判定数)

　　D1分组

　　稳态总剂量辐射

　　GB/T 4937. 18—2018

　　按详细规范规定

　　3(0)

　　终点电测试

　　按详细规范规定

　　按详细规范规定

　　D2分组

　　中子辐照

　　GB/T 4937. 17—2018

　　按详细规范规定

　　3(0)

　　终点电测试

　　按详细规范规定

　　按详细规范规定

　　5. 12 检验记录

　　筛选和质量一致性检验 记 录 , 失 效 分 析 报 告 、不 合 格 、重 新 提 交 及 其 他 问 题 的 处 理 记 录 至 少 保 存20年 。

　　5. 13 使用方验收

　　5. 13. 1 一般要求

　　合同有要求时 ,应进行使用方验收 。验收应在筛选试验和质量一致性检验合格后进行 。验收过程如发现批次性失效的芯片 ,则验收试验应判为不合格 ,且不应再一次进行验收试验 。

　　5. 13.2 贮存期

　　除另有规定外 ,提交验收的芯片在承制方完成筛选试验后贮存在相对湿度不大于 30%的充氮干燥防静电容器中 ,并保持在 10 ℃ ~ 30 ℃的温度范围 ,满足以上条件的芯片有效贮存期为 36个月 。

　　5. 13.3 验收工作内容

　　验收工作内容至少包括以下方面 。

　　14

　　GB/T 43931—2024

　　a) 与承制方核实所验收芯片的采购要求 ,确认一致 ; 了解提交验收芯片的生产全过程质量管理和控制情况 ,特别应详细了解芯片在生产过程中发生的质量问题 、处理和分析结果及其 纠 正 措施 ,并审查有关质量报告 、失效分析报告和试验报告 。

　　b) 按照 5. 13. 4 的要求进行资料审查 。

　　c) 与承制方共同完成验收试验 ,验收试验项目和要求按照 5. 13. 5 的规定 。

　　d) 按照 5. 13. 6 的规定进行验收结果处理 。

　　5. 13.4 质量文件和试验样品的审查

　　承制方提供待验收芯片的质量文件供使用方审查 ,至少包括以下文件 :

　　a) 设计文件 ;

　　b) 工艺文件(含工艺流程卡) ;

　　c) 体系文件 ;

　　d) 试验 、测试所用的关键设备清单 ;

　　e) 外购关键原材料入厂检验规范和检验报告 ;

　　f) PID;

　　g) 批流程卡 ;

　　h) 晶圆批验收报告 ;

　　i) 承制方筛选试验报告 ;

　　j) 成功数据包络线分析报告 ;

　　k) 质量一致性检验报告(或鉴定检验报告等) ;

　　l) 抗辐射能力评价报告(有要求时) ;

　　m) ESDS试验报告(含试验测试数据) ;

　　n) 失效分析报告(必要时) ;

　　o) 合格证 ;

　　p) 其他(若有) 。

　　5. 13.5 验收试验项目和要求

　　除另有规定外 ,对提交使用方验收的芯片应按表 11的规定进行验收试验 。

　　表 11 验收试验项目和要求

　　序号

　　项 目

　　方法

　　抽样要求

　　1

　　报告资料审查

　　5. 13. 4

　　100%

　　2

　　外形尺寸

　　—

　　抽样方案为 3(0) ,发现不合格时应全部检查

　　3

　　目检

　　GB/T 19403. 1—2003

　　按 GB/T 2828. 1—2012,一般检验水平 Ⅱ ,AQL= 1. 0

　　4

　　电测试a

　　按本文件 A组检验

　　所抽取样品应覆盖所有晶圆 ,抽样应满足 :

　　a) 芯片数 N≤10时 ,2(0) ;

　　b) 芯片数 10

　　c) 芯片数 100

　　d) 芯片数 500

　　e) 芯片数 N≥2 000时 ,15(0)

　　a 电特性测试由使用方验收人员随机 抽 取 芯 片 装 配 后 进 行 ,若 出 现 不 合 格 经 分 析 属 于 由 装 配 引 起 ,则 允 许 重 新装配提交 。

　　15

　　GB/T 43931—2024

　　5. 13.6 验收的结果和处理

　　5. 13.6. 1 接收

　　通过验收试验并满足下述要求的芯片可接收 :

　　a) 满足采购文件和产品详细规范规定的性能指标和合格判据的交付验收芯片 ;

　　b) 文件审查通过 ;

　　c) 使用方验收试验通过 。

　　5. 13.6.2 拒收

　　凡有下列情况之一的芯片应拒收 :

　　a) 如发现生产工艺控制不满足要求并直接影响到芯片质量 ;

　　b) 承制方筛选试验不通过 ;

　　c) 质量一致性检验不通过 ;

　　d) 文件审查不通过 ;

　　e) 使用方验收试验不通过 。

　　5. 13.7 重新验收

　　当采购文件中无要求时 ,对验收未通过的芯片允许承制方重新提交 ,但要进行如下程序 :

　　a) 重新验收应预先取得使用方的同意 ;

　　b) 对验收未通过的芯片 ,承制方应进行失效分析 , 明确失效原因 ,确认不合格芯片可经过针对性筛选后剔除 ,并且能保证针对性筛选的试验方法不会对芯片的质量产生不良影响时 ,允许在完成针对性筛选后重新验收 ;

　　c) 针对性筛选试验后进行重新验收时应作重新验收记录 ,且只允许重新验收一次 。

　　5. 13. 8 使用方验收报告的签署

　　无论验收的芯片接收与否 ,承制方与使用方均应签署验收试验报告 ;不合格时应注明拒收原因 ,必要时双方应针对拒收产品签署验收纪要 。

　　5. 13.9 批失效报告

　　如果在验收过程出现批次性失效 ,承制方应进行失效分析 ,将有关失效数量 、失效模式和可能的失效原因在 5个工作 日 内以书面方式通知使用方 。对失效批次涉及的芯片不应进行后续试验 。

　　6 交货准备

　　6. 1 包装要求

　　6. 1. 1 一般要求

　　芯片应包装在防潮 、防震 、避光和防静电包装容器内 , 防静电包装容器内洁净度符合要求 ,无可动多余物 。芯片型号与批次号标识于最小包装上 ,确保每个芯片的可追溯性 。不准许将不带盖的包装容器叠放在一起 。

　　6. 1.2 内包装要求

　　应至少满足以下要求 :

　　16

　　GB/T 43931—2024

　　a) 采用防静电盒子包装并且无碎屑脱落现象 ;

　　b) 防静电盒子不存在氯 、钾 、钠等离子的沾污 ;

　　c) 防静电盒子在抽真空或充氮气环境存放 。

　　6. 1.3 外包装要求

　　装有芯片的包装盒(袋)应放入防潮 、防霉的干燥包装容器内 ,芯片外包装容器上应注明 :

　　a) 芯片型号 ;

　　b) 芯片的检验批识别代码 ;

　　c) 晶圆批代码 ;

　　d) 芯片的质量保证等级 ;

　　e) ESDS标识 ;

　　f) 承制方名称或商标 ;

　　g) 数量 ;

　　h) 装箱日期 。

　　6.2 贮存要求

　　芯片应包装在承制方提供的相应包装容器内 ,包装容器应贮存在相对湿度不大于 30%的充氮干燥箱或干燥塔中 ,并保持 10 ℃ ~ 30 ℃的温度范围 。满足以上条件的芯片有效贮存期为 36个月 。如超过有效贮存期 ,在使用前应进行表 5 中 目检和 B2、B3分组检验 。

　　6.3 运输要求

　　芯片运输过程中避免受到机械损伤 、静电放电和沾污 。

　　6.4 发货时应提供的文件

　　芯片交付用户时 , 随芯片提交的文件至少包括以下内容 :

　　a) 承制方筛选试验报告 ;

　　b) 质量一致性检验报告(或鉴定检验报告等) ;

　　c) 验收试验报告(若有时) ;

　　d) 失效分析报告(若有时) ;

　　e) 成功数据包络线分析报告 ;

　　f) 抗辐射能力评价报告(有要求时) ;

　　g) 合格证 ;

　　h) 装箱单 ;

　　i) 其他使用方要求的文件 。

　　7 说明事项

　　7. 1 预定用途

　　本文件规定的芯片预定用于相应的微波系统 。

　　7.2 订购文件内容

　　订购文件中应规定下列内容 :

　　17

　　GB/T 43931—2024

　　a) 芯片型号 ;

　　b) 需要时 ,详细规范和质量一致性检验数据的要求 ;

　　c) 需要时 ,对产品或工艺的更改通知采购单位的要求 ;

　　d) 需要时 ,对失效分析 、纠正措施和结果提供报告的要求 ;

　　e) 产品数量 ;

　　f) 需要时 ,对包装载体和容器的规格及特殊标志的要求 ;

　　g) 其他要求 。

　　7.3 芯片的使用说明

　　为保证使用方能够正确的使用芯片 ,应在产品详细规范中提供相应的应用说明 。使用说明应包括以下内容 :

　　a) 芯片的装配环境要求 ;

　　b) 使用中应注意的事项及常见的不正确使用现象 ;

　　c) 推荐的键合丝和键合工艺 ;

　　d) 推荐的装配方式及工艺 ;

　　e) 典型的应用线路图及说明 。

　　18

　　GB/T 43931—2024

　　附 录 A

　　(规范性)

　　晶圆批验收要求

　　A. 1 检验要求

　　A. 1. 1 人员要求

　　验收人员应经过岗位专业知识培训 ,并经考核合格后才能持证上岗 。

　　A. 1.2 设备要求

　　应符合表 A. 1 中试验项目对设备要求的规定 。

　　A. 1.3 环境要求

　　晶圆交付接收的验收项目应在芯片工艺线的洁净室内进行 ,对温度和空气洁净度应能进行控制 。洁净室和工作间内的温度应控制在(22±3) ℃范围内 ,相对湿度应控制在(50±15) %范围内 。

　　A.2 验收

　　晶圆交付接收的验收项目应按表 A. 1 的规定进行 。

　　表 A. 1 晶圆批验收项目、抽样方案及合格判据

　　序号

　　验收项 目

　　合格判据

　　抽样方案a

　　记录要求

　　备注

　　1

　　晶圆厚度

　　标称值 ±30%

　　每批抽取 2个晶圆a

　　在 晶 圆 研 磨 或抛 光 后 进 行 测量 ,记录读数

　　衬 底 ( 含 外 延 层 ) 厚度 ,不含金属厚度

　　2

　　金属化厚度

　　标称值 ±20%

　　每批抽 取 1 个 晶 圆(或 采用监测片) a

　　记录读数

　　正 面 互 联 层 金 属 厚度 ,不含电镀种子层

　　3

　　钝化层厚度

　　标称值 ±20%

　　每批抽 取 1 个 晶 圆(或 采用监测片) a

　　记录读数

　　正面有源层表面钝化层厚度

　　4

　　背面金层厚度

　　标称值 ±30%

　　每批抽 取 1 个 晶 圆(或 采用监测片) a

　　记录读数

　　背 面 金 属 厚 度 , 不 含 电镀种子层

　　5

　　阻挡层厚度b

　　标称值 ±30%

　　每批抽 取 1 个 晶 圆(或 采用监测片) a

　　记录读数

　　—

　　6

　　PCM测试

　　PCM 合 格 率 应 不 低于 80%

　　每一晶圆逐片进行测试 c

　　记录数据

　　—

　　7

　　晶圆镜检

　　镜检合格率应不低于 60%

　　每一晶圆逐片进行镜检 c

　　记录数据

　　—

　　a 如测量值超过极限值 ,则该批拒收 ,或恢复到对每个晶圆都测试相关层厚度 。 b 适用时进行 。

　　c 如合格率符合判据 ,则该晶圆接收 ,若超过极限值 ,该晶圆拒收 。

　　19