ESD를 고려한 초가속수명시험

Abstract

초가속수명시험(HALT: Highly accelerated stress test)방법은 기존 환경시험보다 짧은 시험시간, 적은 시료로 잠재적인 결함을 도출할 수 있다는 점에서 개발 주기가 짧은 자동차 산업, 반도체 산업 등에서 활발하게 사용하고 있다. HALT의 시험방법에는 저온 스텝 스트레스 시험, 고온 스텝 스트레스 시험, 온도 충격 시험, 진동 스텝 스트레스 시험, 온도-진동 복합스트레스 시험을 이용하는데 그 중 온도-진동 복합스트레스 시험은 실제 아이템이 동작하는 환경에 대하여 “현실성(Realistic)”을 반영하고, 복합 환경 스트레스로 인한 데미지의 가속화를 통해 시험시간을 단축시킴으로써 여러 연구에서 권고하고 있다. 하지만, 기존의 HALT방법은 온도-진동 복합스트레스 외에는 다른 다양한 복합적인 환경을 구성해주지 못하고 있다. 특히, ESD의 경우 반도체 소자 고장의 50%를 차지하고 있음에도 불구하고, 복합스트레스 인자를 고려하지 않는 것은 제품의 신뢰성을 확보가 미흡하다고 볼 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 ESD 스트레스로 인해 발생하는 반도체 소자의 고장메커니즘 조사를 통하여 ESD와 고온과의 상관성을 찾고, 이를 반영한 ESD 복합 스트레스 시험을 제안하였다. 사례연구로 실제 반도체 장비에서 사용하는 제어기 모듈을 대상으로 ESD – 고온 복합스트레스시험을 실시하였고, 복합스트레스 인가 시 제어모듈에 대한 고장현상을 확인하고, 기존 HALT시험에서의 고온 스텝 스트레스를 실시하여 비교분석을 실시하여 ESD – 고온 복합스트레스 시험에 대한 효과성을 입증하였다.