Generellt sett är det svårt att undvika ett litet fel i utvecklingen, produktionen och användningen av halvledarenheter. Med den kontinuerliga förbättringen av produktkvalitetskraven blir felanalyser allt viktigare. Genom att analysera specifika felkretsar kan det hjälpa kretsdesigners att hitta defekter i enhetsdesign, oöverensstämmelse mellan processparametrar, den orimliga utformningen av perifer krets eller felfunktion som orsakas av problemet. Nödvändigheten av felanalys av halvledarenheter manifesteras huvudsakligen i följande aspekter:
(1) Felanalys är ett nödvändigt medel för att fastställa felmekanismen för enhetschippet;
(2) Felanalys ger nödvändig grund och information för effektiv feldiagnos;
(3) Felanalys ger nödvändig återkopplingsinformation för designingenjörer för att kontinuerligt förbättra eller reparera chipdesignen och göra den mer rimlig i enlighet med designspecifikationen;
(4) Felanalys kan ge nödvändig komplettering för produktionstest och ge nödvändig informationsbas för optimering av verifieringstestprocessen.
För felanalys av halvledardioder, audioner eller integrerade kretsar bör elektriska parametrar testas först, och efter utseendeinspektionen under optiskt mikroskop bör förpackningen tas bort. Medan integriteten hos chipfunktionen bibehålls, bör de interna och externa ledningarna, bindningspunkterna och chipets yta behållas så långt som möjligt för att förbereda för nästa steg i analysen.
Använda svepelektronmikroskopi och energispektrum för att göra denna analys: inklusive observation av den mikroskopiska morfologin, felpunktssökning, defektpunktsobservation och lokalisering, noggrann mätning av enhetens mikroskopiska geometristorlek och grov ytpotentialfördelning och den logiska bedömningen av digital grind krets (med spänningskontrastbildmetod); Använd energispektrometer eller spektrometer för att göra denna analys har: mikroskopisk element sammansättning analys, material struktur eller föroreningar analys.
01. Ytdefekter och brännskador på halvledarenheter
Ytdefekter och utbränning av halvledarenheter är båda vanliga fellägen, som visas i figur 1, som är defekten i det renade lagret av integrerad krets.
Figur 2 visar ytdefekten hos det metalliserade skiktet i den integrerade kretsen.
Figur 3 visar genombrottskanalen mellan de två metallremsorna i den integrerade kretsen.
Figur 4 visar metallbandets kollaps och sneddeformation på luftbryggan i mikrovågsanordningen.
Figur 5 visar rutnätets utbränning av mikrovågsröret.
Figur 6 visar den mekaniska skadan på den integrerade elektriska metalliserade tråden.
Figur 7 visar mesa-diodens chipöppning och defekt.
Figur 8 visar nedbrytningen av skyddsdioden vid ingången till den integrerade kretsen.
Figur 9 visar att ytan på det integrerade kretschippet är skadad av mekanisk stöt.
Figur 10 visar den partiella utbränningen av det integrerade kretschippet.
Figur 11 visar att diodchipset bröts ner och allvarligt brändes, och nedbrytningspunkterna förvandlades till smälttillstånd.
Figur 12 visar galliumnitridmikrovågskraftröret bränt, och den brända punkten uppvisar ett smält sputteringstillstånd.
02. Elektrostatiskt haveri
Halvledarenheter från tillverkning, förpackning, transport tills på kretskortet för insättning, svetsning, maskinmontering och andra processer är hotade av statisk elektricitet. I denna process skadas transporten på grund av frekventa rörelser och lätt exponering för den statiska elektriciteten som genereras av omvärlden. Därför bör särskild uppmärksamhet ägnas åt elektrostatiskt skydd under överföring och transport för att minska förlusterna.
I halvledarenheter med unipolära MOS-rör och MOS-integrerad krets är särskilt känslig för statisk elektricitet, särskilt MOS-rör, på grund av sin egen ingångsresistans är mycket hög, och gate-source elektrodkapacitansen är mycket liten, så det är mycket lätt att vara påverkas av externt elektromagnetiskt fält eller elektrostatisk induktion och laddas, och på grund av den elektrostatiska genereringen är det svårt att ladda ur laddningen i tid, Därför är det lätt att orsaka ackumulering av statisk elektricitet till enhetens omedelbara sammanbrott. Formen av elektrostatisk nedbrytning är huvudsakligen elektrisk sinnrik nedbrytning, det vill säga det tunna oxidskiktet i gallret bryts ner och bildar ett nålhål, som kortsluter gapet mellan gallret och källan eller mellan gallret och avloppet.
Och i förhållande till MOS-röret är MOS integrerad krets antistatisk nedbrytningsförmåga relativt något bättre, eftersom ingångsterminalen på MOS integrerad krets är utrustad med skyddsdiod. När det väl finns en stor elektrostatisk spänning eller överspänning i de flesta av skyddsdioderna kan de kopplas om till marken, men om spänningen är för hög eller den momentana förstärkningsströmmen är för stor, ibland kommer skyddsdioderna att själva, som visas i figuren 8.
De många bilderna som visas i figur 13 är den elektrostatiska nedbrytningstopografin för MOS integrerade kretsar. Nedbrytningspunkten är liten och djup och uppvisar ett smält sputteringstillstånd.
Figur 14 visar utseendet på elektrostatisk nedbrytning av magnethuvudet på en dators hårddisk.
Posttid: 2023-08-08
