| 探针台 |
2020-03-28 12:03 |
半导体元器件失效分析流程方法
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失效分析是我们半导体工程师常用到的分析方式，样品失效后，通过分析了解原因，提出改进计划。 a1G9wC:e
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1.OM 显微镜观测，外观分析 |'c4er/;#
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2.C-SAM（超声波扫描显微镜） `M?v!]o
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（1）材料内部的晶格结构，杂质颗粒，夹杂物，沉淀物， ,$h(fM8GC
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（2） 内部裂纹。（3）分层缺陷。（4）空洞，气泡，空隙等。 v._Egk0
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3. X－Ray 检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性，PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接，开路、短路或不正常连接的缺陷，封装中的锡球完整性。（这几种是芯片发生失效后首先使用的非破坏性分析手段） +_
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4.SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪（材料结构分析/缺陷观察，元素组成常规微区分析，精确测量元器件尺寸） 4j X@m
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5.取die，开封 使用激光开封机和自动酸开封机将被检样品(不适用于陶瓷和金属封装)的封装外壳部分去除，使被检样品内部结构暴露。 \ fK47oV
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6. EMMI微光显微镜/OBIRCH镭射光束诱发阻抗值变化测试/LC 液晶热点侦测（这三者属于常用漏电流路径分析手段，寻找发热点，LC要借助探针台，示波器） C} b|2y
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7.切割制样:使用切割制样模块将小样品进行固定，以方便后续实验进行 @up &q
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8.去层:使用等离子刻蚀机(RIE)去除芯片内部的钝化层，使被检样品下层金属暴露，如需去除金属层观察下层结构，可利用研磨机进行研磨去层。 .P)s4rQ\
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9. FIB做一些电路修改，切点观察 7hB#x]oQo
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10. Probe Station 探针台/Probing Test 探针测试。 `"a? a5]k
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11. ESD/Latch-up静电放电/闩锁效用测试（有些客户是在芯片流入客户端之前就进行这两项可靠度测试，有些客户是失效发生后才想到要筛取良片送验）这些已经提到了多数常用手段。 2E$^_YT
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除了常用手段之外还有其他一些失效分析手段，原子力显微镜AFM ，二次离子质谱 SIMS，飞行时间质谱TOF － SIMS ，透射电镜TEM ， 场发射电镜，场发射扫描俄歇探针， X 光电子能谱XPS ，L-I-V测试系统，能量损失 X 光微区分析系统等很多手段，不过这些项目不是很常用。失效分析步骤： (V gNb&Yo9
1.一般先做外观检查，看看有没有crack，burnt mark 什么的，拍照； [IiwN qZ[~
2.非破坏性分析：主要是xray--看内部结构，超声波扫描显微 \un sh^M
镜（C-SAM）--看有没delaminaTIon，等等； oW0gU?Rr)u
3.电测：主要工具，IV，万用表，示波器，sony tek370b； pw@`}cM=
4.破坏性分析：机械decap，化学 decap 芯片开封机。 [6AHaOhR'
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