一般來說，集成電路在研制、生產(chǎn)和使用過程中失效不可避免，隨著人們對產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性要求的不斷提高，失效分析工作也顯得越來越重要，通過芯片失效分析，可以幫助集成電路設計人員找到設計上的缺陷、工藝參數(shù)的不匹配或設計與操作中的不當?shù)葐栴}。芯片失效分析的常用方法不外乎那幾個流程，最重要的還是要借助于各種先進精確的電子儀器。以下內(nèi)容主要從這兩個方面闡述，希望對大家有所幫助。
_20210426164037_326.jpg)
一、失效分析流程：
1、外觀檢查，識別crack，burnt mark等問題，拍照。
2、非破壞性分析：主要用xray查看內(nèi)部結(jié)構(gòu)，csam—查看是否存在delamination
3、進行電測：主要工具，萬用表，示波器等
4、進行破壞性分析：即機械decap或化學decap等
二、常用分析方法：
芯片常用分析手段：
1、X-Ray 無損偵測，可用于檢測
IC封裝中的各種缺陷如層剝離、爆裂、空洞以及打線的完整性
PCB制程中可能存在的缺陷如對齊不良或橋接
開路、短路或不正常連接的缺陷
封裝中的錫球完整性
2、SAT超聲波探傷儀/掃描超聲波顯微鏡
可對IC封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行非破壞性檢測, 有效檢出因水氣或熱能所造成的各種破壞如﹕
晶元面脫層
錫球、晶元或填膠中的裂縫
封裝材料內(nèi)部的氣孔
各種孔洞如晶元接合面、錫球、填膠等處的孔洞
3、SEM掃描電鏡/EDX能量彌散X光儀
可用于材料結(jié)構(gòu)分析/缺陷觀察，元素組成常規(guī)微區(qū)分析，精確測量元器件尺寸
4、三種常用漏電流路徑分析手段：EMMI微光顯微鏡/OBIRCH鐳射光束誘發(fā)阻抗值變化測試/LC 液晶熱點偵測
EMMI微光顯微鏡用于偵測ESD,Latch up, I/O Leakage, junction defect, hot electrons , oxide current leakage等所造成的異常。
OBIRCH常用于芯片內(nèi)部高阻抗及低阻抗分析，線路漏電路徑分析.利用OBIRCH方法，可以有效地對電路中缺陷定位，如線條中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻區(qū)等；也能有效的檢測短路或漏電,是發(fā)光顯微技術(shù)的有力補充。
LC可偵測因ESD,EOS應力破壞導致芯片失效的具體位置。
5、Probe Station 探針臺/Probing Test探針測試，可用來直接觀測IC內(nèi)部信號
6、ESD/Latch-up靜電放電/閂鎖效用測試
7、FIB做電路修改
FIB聚焦離子束可直接對金屬線做切斷、連接或跳線處理. 相對于再次流片驗證, 先用FIB工具來驗證線路設計的修改, 在時效和成本上具有非常明顯的優(yōu)勢.
芯片失效分析實驗室介紹，能夠依據(jù)國際、國內(nèi)和行業(yè)標準實施檢測工作，開展從底層芯片到實際產(chǎn)品，從物理到邏輯全面的檢測工作，提供芯片預處理、側(cè)信道攻擊、光攻擊、侵入式攻擊、環(huán)境、電壓毛刺攻擊、電磁注入、放射線注入、物理安全、邏輯安全、功能、兼容性和多點激光注入等安全檢測服務，同時可開展模擬重現(xiàn)智能產(chǎn)品失效的現(xiàn)象，找出失效原因的失效分析檢測服務，主要包括點針工作站（Probe Station）、反應離子刻蝕（RIE）、微漏電偵測系統(tǒng)（EMMI）、X-Ray檢測，缺陷切割觀察系統(tǒng)（FIB系統(tǒng)）等。
除了常用手段之外還有其他一些失效分析手段，原子力顯微鏡AFM，二次離子質(zhì)譜SIMS，飛行時間質(zhì)譜TOF－SIMS，透射電鏡TEM，場發(fā)射電鏡，場發(fā)射掃描俄歇探針，X光電子能譜XPS，L-I-V測試系統(tǒng)，能量損失X光微區(qū)分析系統(tǒng)等很多手段，不過這些項目不是很常用。
