半导体分析经验总结失效分析测试
失效分析常用方法汇总 芯片在设计生产使用各环节都有可能出现失效,失效分析伴随芯片全流程。 这里根据北软检测失效分析实验室经验,为大家总结了失效分析方法和分析流程,供大家参考。 一、C-SAM(超声波扫描显微镜),属于无损检查: 检测内容包含: 1.材料内部的晶格结构、杂质颗粒、夹杂物、沉淀物 2.内部裂纹 3.分层缺陷 4.空洞、气泡、空隙等。 二、 X-Ray(X光检测),属于无损检查: X-Ray是利用阴极射线管产生高能量电子与金属靶撞击,在撞击过程中,因电子突然减速,其损失的动能会以X-Ray形式放出。而对于样品无法以外观方式观测的位置,利用X-Ray穿透不同密度物质后其光强度的变化,产生的对比效果可形成影像,即可显示出待测物的内部结构,进而可在不破坏待测物的情况下观察待测物内部有问题的区域。 检测内容包含: 1.观测DIP、SOP、QFP、QFN、BGA、Flipchip等不同封装的半导体、电阻、电容等电子元器件以及小型PCB印刷电路板 2.观测器件内部芯片大小、数量、叠die、绑线情况 3.观测芯片crack、点胶不均、断线、搭线、内部气泡等封装缺陷,以及焊锡球冷焊、虚焊等焊接缺陷 三、SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪(材料结构分析/缺陷观察,元素组成常规微区分析,精确测量元器件尺寸), SEM/EDX(形貌观测、成分分析)扫描电镜(SEM)可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。EDX是借助于分析试样发出的元素特征X射线波长和强度实现的,根据不同元素特征X射线波长的不同来测定试样所含的元素。通过对比不同元素谱线的强度可以测定试样中元素的含量。通常EDX结合电子显微镜(SEM)使用,可以对样品进行微区成分分析。 检测内容包含: 1.材料表面形貌分析,微区形貌观察 2.材料形状、大小、表面、断面、粒径分布分析 3.薄膜样品表面形貌观察、薄膜粗糙度及膜厚分析 4.纳米尺寸量测及标示 5.微区成分定性及定量分析 四、EMMI微光显微镜。对于故障分析而言,微光显微镜(Emission Microscope, EMMI)是一种相当有用且效率极高的分析工具。主要侦测IC内部所放出光子。在IC元件中,EHP(Electron Hole Pairs)Recombination会放出光子(Photon)。如在P-N结加偏压,此时N阱的电子很容易扩散到P阱,而P的空穴也容易扩散至N,然后与P端的空穴(或N端的电子)做EHP Recombination。 检测内容包含: 1.P-N接面漏电;P-N接面崩溃 2.饱和区晶体管的热电子 3.氧化层漏电流产生的光子激发 4.Latch up、Gate Oxide Defect、Junction Leakage、Hot Carriers Effect、ESD等问题 五、 FIB 线路修改,切线连线,切点观测,TEM制样,精密厚度测量等 FIB(聚焦离子束,Focused Ion beam)是将液态金属离子源产生的离子束经过离子枪加速,聚焦后照射于样品表面产生二次电子信号取得电子像,此功能与SEM(扫描电子显微镜)相似,或用强电流离子束对表面原子进行剥离,以完成微、纳米级表面形貌加工。 检测内容包含: 1.芯片电路修改和布局验证 2.Cross-Section截面分析 3.Probing Pad 4.定点切割 六、 Probe Station 探针台/Probing Test 探针测试,探针台主要应用于半导体行业、光电行业。针对集成电路以及封装的测试。 广泛应用于复杂、高速器件的精密电气测量的研发,旨在确保质量及可靠性,并缩减研发时间和器件制造工艺的成本。 检测内容包含: 1.微小连接点信号引出 |