失效分析可以評(píng)估不同測試向量的有效性,為生產(chǎn)測試提供必要的補(bǔ)充,為驗(yàn)證測試流程優(yōu)化提供必要的信息基礎(chǔ)。進(jìn)行失效分析往往需要進(jìn)行電測量并采用先進(jìn)的物理、冶金及化學(xué)的分析手段。失效分析的目的是確定失效模式和失效機(jī)理,提出糾正措施,防止這種失效模式和失效機(jī)理的重復(fù)出現(xiàn)。失效模式是指觀察到的失效現(xiàn)象、失效形式,如開路、短路、參數(shù)漂移、功能失效等。失效機(jī)理是指失效的物理化學(xué)過程,如疲勞、腐蝕和過應(yīng)力等。下面主要對(duì)集成電路的失效分析步驟進(jìn)行簡要分析,供大家參考。
集成電路失效分析步驟:
1. 開封前檢查,外觀檢查,X光檢查,掃描聲學(xué)顯微鏡檢查。
2. 開封顯微鏡檢查。
3. 電性能分析,缺陷定位技術(shù)、電路分析及微探針分析。
4. 物理分析,剝層、聚焦離子束(FIB),掃描電子顯微鏡(SEM),透射電子顯微鏡(SEM)、VC定位技術(shù)。
一、無損失效分析技術(shù)
1.外觀檢查,主要憑借肉眼檢查是否有明顯缺陷,如塑脂封裝是否開裂,芯片引腳是否接觸良好。X射線檢查是利用X射線的透視性能對(duì)被測樣品進(jìn)行X射線照射,樣品缺陷部份會(huì)吸收X射線,導(dǎo)致X射線照射成像出現(xiàn)異常。X射線主要檢查集成電路引線是否損壞問題。根據(jù)電子元器件的大小和結(jié)構(gòu)選擇合適的波長,這樣能得到合適的分辨率。
2.掃描聲學(xué)顯微鏡,是利用超聲波探測樣品內(nèi)部缺陷,依據(jù)超聲波的反射找出樣品內(nèi)部缺陷所在位置,這種方法主要用主集成電路塑封時(shí)水氣或者高溫對(duì)器件的損壞,這種損壞常為裂縫或者脫層。
二、有損失效分析技術(shù)
1. 打開封裝,一般有三種方法。全剝離法,集成電路完全損壞,只留下完整的芯片內(nèi)部電路。缺陷是由于內(nèi)部電路和引線全部被破壞,無法再進(jìn)行電動(dòng)態(tài)分析 。方法二局總?cè)コ?,三研磨機(jī)研磨集成電路表面的樹脂直到芯片。優(yōu)點(diǎn)是開封過種不損壞內(nèi)部電路和引線,開封后可以進(jìn)行電動(dòng)態(tài)分析。方法三是自自動(dòng)法用硫酸噴射達(dá)到局部去除的效果。
2.缺陷定位,定位具體失效位置在集成電路失效分析中,是一個(gè)重要而困難的項(xiàng)目,缺陷定位后才能發(fā)現(xiàn)失效機(jī)理及缺陷特征。
a.Emission顯微鏡技術(shù),具有非破壞性和快速精準(zhǔn)的特性。它使用光電子探測器來檢測產(chǎn)生光電效應(yīng)的區(qū)域。由于在硅片上產(chǎn)生缺陷的部位,通常會(huì)發(fā)生不斷增長的電子--空穴再結(jié)全而產(chǎn)生強(qiáng)烈的光子輻射。
b. OBIRCH技術(shù)是利用激光束感應(yīng)材料電阻率變化的測試技術(shù)。對(duì)不同材料經(jīng)激光束掃描,可得到不同材料電阻率變化,這一方法可以測試金屬布線內(nèi)部的那些可靠性隱患。
C.液晶熱點(diǎn)檢測一般由偏振顯微鏡,可調(diào)節(jié)溫度的樣品臺(tái),以及控制電路構(gòu)成。在由晶體各向異性變?yōu)榫w各向同性時(shí),所需要的臨界溫度能量很小,以此來提高靈敏度。同時(shí)相變溫度應(yīng)控制在30-90度,偏振顯微鏡要在正交偏振光的使用,這樣可以提高液晶相變反應(yīng)的靈敏度。
3.電性能分析(探針臺(tái))
根據(jù)飾電路的版圖和原理圖,結(jié)合芯片失效現(xiàn)象,逐步縮小缺陷部位的電路范圍,最后利用微探針顯微技術(shù),來定位缺陷器件。微探針檢測技術(shù),微探針的作用是測量內(nèi)部器件上的電參數(shù)值,如工作點(diǎn)電壓、電流、伏安特性曲線。微探針技術(shù)一般伴隨電路分析配合使用,兩者可以較快地搜尋失效器件。
三、物理分析
1.聚焦離子束(FIB),由離子源,離子束聚焦和樣品臺(tái)組成。利用電鏡將離子聚焦成微波尺寸的切割器。聚焦離子束的細(xì)微精準(zhǔn)切割,結(jié)合掃描電鏡的高分辨率成像,可以很好地解決剖面問題,定位精度可以達(dá)到0.1um以下,同時(shí)剖面過程過集成電路愛到的應(yīng)力很小,完整地保存集成電路。
2. 掃描電子顯微鏡(SEM),利用聚焦離子束轟擊器件面表,面產(chǎn)生許多電子信號(hào),將這些電子信號(hào)放大作為調(diào)制信號(hào),連接顯示器,可得到器件表面圖像。
透射電子顯微鏡(TEM),分辨率可以達(dá)到0.1nm,透射電子顯微鏡可以清晰地分析器件缺陷,更好地滿足集成電器失效分析對(duì)檢測工具的解析要求。
3. VC定位技術(shù)基于SEM或FIB的一次電子束或離子束,在樣品表面進(jìn)行掃描。硅片表面不現(xiàn)部位有不同電勢,表現(xiàn)出來不同的明亮對(duì)比,找出導(dǎo)常亮的點(diǎn)從而定位失效點(diǎn)。
以上便是此次創(chuàng)芯檢測帶來的“集成電路的失效分析步驟”相關(guān)內(nèi)容,希望能對(duì)大家有所幫助,我們將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。公司檢測服務(wù)范圍涵蓋:電子元器件測試驗(yàn)證、IC真假鑒別,產(chǎn)品設(shè)計(jì)選料、失效分析,功能檢測、工廠來料檢驗(yàn)以及編帶等多種測試項(xiàng)目。歡迎致電創(chuàng)芯檢測,我們將竭誠為您服務(wù)。