技術分享:集成電路失效分析步驟說明
日期：2021-09-09 15:36:36 瀏覽量：1892 標簽: 失效分析
集成電路失效分析在提高集成電路的可靠性方面有著至關重要的作用，對集成電路進行失效分析可以促進企業(yè)糾正設計、實驗和生產過程中的問題，實施控制和改進措施，防止和減少同樣的失效模式和失效機理重復出現(xiàn)，預防同類失效現(xiàn)象再次發(fā)生。本文主要講述集成電路失效分析的技術和步驟。
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、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。
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一、無損失效分析技術
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射線的透視性能對被測樣品進行X射線照射，樣品缺陷部份會吸收X射線，導致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。根據電子元器件的大小和結構選擇合適的波長，這樣能得到合適的分辨率。
2.掃描聲學顯微鏡，是利用超聲波探測樣品內部缺陷，依據超聲波的反射找出樣品內部缺陷所在位置，這種方法主要用主集成電路塑封時水氣或者高溫對器件的損壞，這種損壞常為裂縫或者脫層。
二、有損失效分析技術
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部電路。缺陷是由于內部電路和引線全部被破壞，無法再進行電動態(tài)分析 。方法二局總去除法，三研磨機研磨集成電路表面的樹脂直到芯片。優(yōu)點是開封過種不損壞內部電路和引線，開封后可以進行電動態(tài)分析。方法三是自自動法用硫酸噴射達到局部去除的效果。
2.缺陷定位，定位具體失效位置在集成電路失效分析中，是一個重要而困難的項目，缺陷定位后才能發(fā)現(xiàn)失效機理及缺陷特征。
a.Emission顯微鏡技術，具有非破壞性和快速精準的特性。它使用光電子探測器來檢測產生光電效應的區(qū)域。由于在硅片上產生缺陷的部位，通常會發(fā)生不斷增長的電子--空穴再結全而產生強烈的光子輻射。
b. OBIRCH技術是利用激光束感應材料電阻率變化的測試技術。對不同材料經激光束掃描，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部的那些可靠性隱患。
C.液晶熱點檢測一般由偏振顯微鏡，可調節(jié)溫度的樣品臺，以及控制電路構成。在由晶體各向異性變?yōu)榫w各向同性時，所需要的臨界溫度能量很小，以此來提高靈敏度。同時相變溫度應控制在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的靈敏度。
3.電性能分析(探針臺)
根據飾電路的版圖和原理圖，結合芯片失效現(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，來定位缺陷器件。微探針檢測技術，微探針的作用是測量內部器件上的電參數值，如工作點電壓、電流、伏安特性曲線。微探針技術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。聚焦離子束的細微精準切割，結合掃描電鏡的高分辨率成像，可以很好地解決剖面問題，定位精度可以達到0.1um以下，同時剖面過程過集成電路愛到的應力很小，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，面產生許多電子信號，將這些電子信號放大作為調制信號，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檢測工具的解析要求。
3. VC定位技術基于SEM或FIB的一次電子束或離子束，在樣品表面進行掃描。硅片表面不現(xiàn)部位有不同電勢，表現(xiàn)出來不同的明亮對比，找出導常亮的點從而定位失效點。
總結，相信通過閱讀上面集成電路失效分析技術和步驟的內容，大家對失效分析有了初步的了解，更深刻地了解各種技術的應用還需要在實際的分析工作當中積累經驗。同時也希望大家在學習過程中做好總結，這樣才能不斷提升自己的專業(yè)水平。
