芯片等半導(dǎo)體元器件失效分析
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(shè)計(jì)人員找到設(shè)計(jì)上的缺陷、工藝參數(shù)的不匹配或設(shè)計(jì)與操作中的不當(dāng)?shù)葐栴}。 失效分析的意義主要表現(xiàn)
具體來說,失效分析的意義主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 1. 失效分析是確定芯片失效機(jī)理的必要手段。 2. 失效分析為有效的故障診斷提供了必要的信息。 3. 失效分析為設(shè)計(jì)工程師不斷改進(jìn)或者修復(fù)芯片的設(shè)計(jì),使之與設(shè)計(jì)規(guī)范更加吻合提供必要的反饋信息。 4. 失效分析可以評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)。 失效分析主要步驟和內(nèi)容 芯片開封:去除IC封膠,同時(shí)保持芯片功能的完整無損,保持 die,bond pads,bond wires乃至lead-frame不受損傷, 為下一步芯片失效分析EMMI,FIB等實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。 SEM 掃描電鏡/EDX成分分析:包括材料結(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等等。 探針測試:以微探針快捷方便地獲取IC內(nèi)部電信號。鐳射切割:以微激光束切斷線路或芯片上層特定區(qū)域。 EMMI偵測:EMMI微光顯微鏡是一種效率極高的失效分錯(cuò)析工具,提供高靈敏度非破壞性的故障定位方式,可偵測和定位非常微弱的發(fā)光(可見光及近紅外光),由此捕捉各種元件缺陷或異常所產(chǎn)生的漏電流可見光。 OBIRCH應(yīng)用(鐳射光束誘發(fā)阻抗值變化測試):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(bǔ)充。 LG液晶熱點(diǎn)偵測:利用液晶感測到IC漏電處分子排列重組,在顯微鏡下呈現(xiàn)出不同于其它區(qū)域的斑狀影像,找尋在實(shí)際分析中困擾設(shè)計(jì)人員的漏電區(qū)域(超過10mA之故障點(diǎn))。 定點(diǎn)/非定點(diǎn)芯片研磨:移除植于液晶驅(qū)動(dòng)芯片 Pad上的金凸塊, 保持Pad完好無損,以利后續(xù)分析或rebonding。 X-Ray 無損偵測: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。 SAM (SAT)超聲波探傷可對IC封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)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:o晶元面脫層,o錫球、晶元或填膠中的裂縫,o封裝材料內(nèi)部的氣孔,o各種孔洞如晶元接合面、錫球、填膠等處的孔洞。 |