失效分析用IV曲线追踪仪
[backcolor=rgba(0, 0, 0, 0.05)][color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]原创 [color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]芯片失效分析 半导体工程师 [color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]2022-01-21 09:54 ]M3 yLYK/P
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#芯片[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]331个 !R$`+wZ62
#集成电路[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]130个 rN>R|].
#iv[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]1个 \2z >?i)
#失效分析[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]16个 Bw.i}3UT6
#电性能测试[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]1个 30{ gI0jk
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失效分析用IV曲线追踪仪 xz]~ jL@-]
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主要用途： qP
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集成电路芯片类是目前失效分析中最复杂的过程，成品集成电路IC往往是封装完好的芯片，封装形式有DIP,QFP,PGA,BGA,QFN等等几十种类型，每种类型芯片管脚又由几只到几百只不等，即使同种封装形式同样管脚的芯片，内部晶圆（Die）的不同，也会将其功能千变万化，空间中心所作为实际分析承载单位，如果测试成千上万种元器件，每种元器件编程过程也是需要一个复杂的过程，失效分析用IV曲线追踪仪则可以直接记录待测样品的所有数据，与原始数据比对，从而判断元器件具体失效管脚，是集成电路领域无损检测环节不可或缺的一环。 lq uLT6]
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该设备主要用于已封装或未封装集成电路的开路/短路测试，I/V特性分析，静态电流测量，漏电检测；用于集成电路或系统电路的筛选和失效分析。 +[ZY:ZQ
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图一 /{2, zW
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新增设备的必要性： \U0'P;em
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失效分析用IV曲线追踪仪主要用于分析IC的所有电流电压曲线，用于鉴定其任意某一条曲线是否出现偏差，可以很大程度上弥补X光检测由于分辨率无法分析的部分芯片，且可以在封装领域及开封后两次验证IV曲线是否偏差的问题。此设备可以在不需要详细了解IC的所有数据的前提下通过良品及可疑带测品的数据比对完成测试，可以大幅度提高筛选及分析工作效率，保证测试正确性。 SrJE_~ i
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目前在集成电路行业中，对集成电路可靠性要求很高。芯片在工作中，微漏电现象较为普遍，微弱漏电在极端情况下往往会无限放大，造成芯片甚至整个控制系统失效，所以芯片微漏电现象是对于集成电路失效分析中极端重要的一环， =pr7G+_u
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使用失效分析用IV曲线追踪仪，可以通过曲线的微弱偏差确认具体的漏电管脚，从未为下一步EMMI光子侦测及液晶实验提供测试条件及测试依据。从而完善整个测试流程。 7$#u
目前七〇八所尚不具备对数字，逻辑等元器件的整体无损检测电性分析定位能力，无法满足“核高基”、“宇高工程”、“二代导航”后期多项宇航元器件等通用元件标准的测试方法验证需求和相关宇航元器件的标准研制与验证任务。 4e
目前，此设备作为集成电路失效分析必须设备，众多第三方检测单位均拥有，但由于试验较多，无法保证试验进度，众多实验室均处于满载状态。 BLFdHB.$T
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工艺对设备的主要技术要求： T4F/w|Q
2.2.1 自动IV曲线追踪仪 z!\*Y
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*2.2.1.1 设备用途 Xc.`-J~Il
*2.2.1.1.1 可用于256管脚以内集成电路的开路/短路测试，I/V特性分析，漏电检测，静态电流测量。分析样品是否失效及失效原因。 ABkl%m6xf
*2.2.1.1.2 以合格样品的I/V特性曲线、开路/短路、漏电等数据作为比对标准，对比分析失效样品（可同时进行至少100条I/V曲线比对）。 s[ N@0
*2.2.1.1.3 不同样品同一I/V曲线可在同一界面显示，用于判定失效样品与合格样品I/V曲线偏差点及偏差范围。 3gzXbP,
2.2.1.2 设备参数 ;a3}~s
*2.2.1.2.1 每个管脚测试时间不大于10ms，间隔时间至少在2ms-2000ms内可调。 .]Z"C&"N]
2.2.1.2.2 256通道母板一块，包含128管脚、256管脚接口（母口）各一个。 Zd& S @Z
2.2.1.2.3 双列直插（间距600mil以下）48管脚，双列直插（间距750mil以上）64管脚标准插座各一个。 P
{'b: C
*2.2.1.2.4 具备开机自检功能，保证测试前设备状态正常，测试界面能够显示设备状态。 !m$jk2<
*2.2.1.2.5 具备自检模块，可在自检模块内检测通道问题，实现测试单元自我校验功能。 8k79&|
2.2.1.2.6 具备机械手接口及控制程序，可与多种机械手完成通信。 4K74= r),i
*2.2.1.2.7 具备用户自定义模式，开路/短路测试中可进行至少六种自定义测试方式，可将同种芯片的测试结果直接保存于excel文档中，对不同结果采用不同颜色区分，从而将芯片合格品及失效管脚轻松分辨。 P 2Y^d#jO
2.2.1.2.8 可建立测试项目，将测试条件及结果保存，下次测试中，直接调取合格品测试数据即可完成比对分析，测试项目结果可直接打印或保存，并不得更改。 92{\B-
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2.2.1.2.9 可将多颗同种芯片测试结果置于一个报告中。 h];I{crh
*2.2.1.2.10 可对BGA封装样品测试进行图形化编程。
8Y?;x}
*2.2.1.2.11 可进行低电平漏电测试，在明确芯片I/O，VCC，VSS管脚定义的情况下，芯片未工作时即可测试芯片管脚的漏电，可测试10μA及以上漏电。 s^SJ Y{
*2.2.1.2.12 测试管脚开短路时，可自动将芯片内部电容充电完成后测试，保证测试结果准确性。 pot~<d`:K"
*2.2.1.2.13 I/V曲线测量至少可以采用Pin to all，all to Pin，Pin to Pin三种模式，可将被测样品的I/V曲线数据保存，并使用其他芯片I/V曲线与其作比对。 }WV:erg`
*2.2.1.2.14 内置3组源测量单元，每个源测量单元规格不低于： /ouPg=+Nl
*2.2.1.2.15 源测量单元一用于I/V曲线测量时，源测量单元二和三可用于提供某些管脚加偏置应用。（例如，绘制角2对角3的I/V曲线过程中，可对角4和角5分别施加3.3V和5V的偏压） g ?k=^C
2.2.1.2.16 源测量单元一若损坏，源测量单元二自动替补源测量单元一。 :
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新增调研与选型情况： .h[:xYm
?0SEMmp` H
经过市场调研，目前国内市场市场分析用IV曲线追踪仪主要有ADVANCED,泰克定制型号，是德定制型号部分，泰克及是德定制目前未提供实际参数，故用标准机参与比对Smart-1 Auto Curve Tracer H. c7Nle
[/td][td=1,1,258.6666666666667] sRW<me;
Smart-1 失效分析用IV曲线追踪仪Auto Curve Tracer[/td][td=1,1,190.66666666666666] O}P`P'Y|'
泰克及是德标准IV曲线分析仪 | w@ pPcZ>z/
1. [/td][td=1,1,258.6666666666667] 8QK&_n*
测试通道: 基本64ch, 标准256通道，最大可扩充至4096ch[/td][td=1,1,190.66666666666666] ~zgGa:uU
测试通道: 2ch, 扩充测试通道很困难 | Si7*& dw=
2. [/td][td=1,1,242.66666666666669] @oNXZRg6
机台功能: 元器件开短路量测以及良品不良品比对元器件IV曲线量测以及良品不良品比对元器件漏电量测以及比对 q<J~ ~'
元器件unpower leakage以及比对 主要应用于IC失效分析领域 :+Z%; Dc
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机台功能: 只有Curve Tracer function | iwq!w6+
3. [/td][td=1,1,242.66666666666669] C}X\ |J
量测方式: 有手动量测模式,可搭配探棒 qLCR ] _*
计算机设定, 自动量测IC 每一Pin 之 I / V Curve [/td][td=1,1,190.66666666666666] p 'k0#R$
量测方式: 只能手动方式去量测每一Pin之 I / V Curve, 如有很多Pin脚时, 会耗费很多分析时间. | /{[o ~:'p
4. [/td][td=1,1,242.66666666666669] l k!@?
分析时间: 因为采计算机化控制, 所以量测时间很快.[/td][td=1,1,190.66666666666666] *#2h/ Q.
分析时间: 因为只能手动量测,所以量测时间很长! | yX5\gO6G
5. [/td][td=1,1,242.66666666666669] B[}6-2<>?C
快检模式: 具有All to Pin & Pin to All 之快检模式,所以可以快速筛检出有Open/Short之Pin脚[/td][td=1,1,190.66666666666666] > usL*b0%
快检模式: 纯手动操作, 无此功能 | @L`jk+Y0vF
6. [/td][td=1,1,242.66666666666669] ,I9bNO,%JK
I / V Curve量测比对功能: 可量取一Golden Sample之I / V Curve , 然后与未知之待测sample做比对,在同一界面可同时比对上百条IV曲线，也可同时显示上百条IV曲线，可快速筛出有问题之sample,非常便利![/td][td=1,1,190.66666666666666] 0a7Ppntb@
I / V Curve 比对功能: 纯手动操作, 无此功能 | 7,MR*TO,
7. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 9^x> 3Bo
SMU : 标准配备具有 3 组, 所以可以量测IC 在Bias 状态下之Powered Curve Tracer & Powered Leakage Test. <$YlH@;)`a
即量测IO对G 曲线时，可利用其它2组SMU对VCC或RESETpin持续偏压 i@q&5;%%
SMU1损坏,SMU2自动替补[/td][td=1,1,190.66666666666666] #z(]xI)"
SMU: 标准只有1组, 无法做Powered Curve Tracer & Powered Leakage Test Fcx&hj1gQ
可以增加至3组 | [K Qi.u
8. [/td][td=1,1,242.66666666666669]
jo7\`#(Q
分析报告产出: 量测之结果 可直接产出客户所需之报告格式, 并可透过网络直接分享给相关部门来讨论.[/td][td=1,1,190.66666666666666] df=f62
分析报告产出: 需将测试数据Copy 出来到计算机后去进行编辑,比较耗费时间&人力, 不够人性化! | z{543~Og59
9. [/td][td=1,1,242.66666666666669] xG 1n GO
IV曲线取点数量：无限制，间隔.0001V-0.5V可设定，间隔时间可设定。[/td][td=1,1,190.66666666666666] zqku e%^?-
主要用于材料分析，半导体领域主要应用于wafer量测，取点精度高在0.1pA。 | >_TZ'FT
10. [/td][td=1,1,242.66666666666669] ,+VGSd
IV比对方式： 0_/[k*Re
可采用传统I/O对G或VCC对I/O,也可采用ALL to pin或pin to all,这种情况下描绘的IV曲线就是二极管曲线，良品不良品比对结果在范围内，容易分辨良品不良品[/td][td=1,1,190.66666666666666] yu|>t4#GT
无此功能 | iCoX& "l b
11. [/td][td=1,1,242.66666666666669] QP x^_jA
量产测试: 可外接Handler, 做大量生产测试[/td][td=1,1,190.66666666666666] J4'eI[73
无此功能 | m~|40)
12. [/td][td=1,1,242.66666666666669] [UR-I0 s!/
测试Program : 每个产品之测试Program皆可储存下来, 下次要再分析时, 即可开启马上进行测试 ![/td][td=1,1,190.66666666666666] "4Nt\WQ
无此功能 | p C DmXB
13. [/td][td=1,1,242.66666666666669] jdN` mosJ
Failure analysis 经验: 敝司除了机台销售之外, 亦有RA/FA Lab. Service之相关经验, 可提供客户更高之附加价值![/td][td=1,1,190.66666666666666] }vuARZ>
无法提供产品失效分析之应用经验 | Y2TtY ;
14. [/td][td=1,1,242.66666666666669] TC('H[
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应用领域：主要应用于芯片来料检测及失效分析 mq l
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良好的销售实绩: 力成、联测、育霈、无锡安盛、天水华天x 2set、 R_KH"`q
沛顿（kinston）、SanDisk，精材科技、艾克尔、中芯国际、Microchip(Thailand)、NEC、Flextronix、盛群、北京中星微电子、展讯通讯、瑞萨半导体x 2、创锐讯通讯 s~> }a
Advanced Silicon、、海思半导体、珠海炬力、Microsoft(X-BOX)、广州5所，航天201所，13所，航天九院，电子四所失效分析 #tHK"20
苏州三星半导体（Samsung）、宜特科技(台湾)x 3set、上海宜特x 3set、南茂微电子、 gUlo]!$
深圳宜智发 x 2set、东莞三星电机、、英业达、威达电、群丰、台达电子、中达(江苏)、西门子(南京)、闳康(台湾)x 2set, 闳康(上海)x 1set,台达电(东莞) , 深圳华测检测实验室, 聚成科技,中科院微电子所,豪威科技,华为海思，华为科技，富士康，上海宏达， ~o(
日月新,京信通讯,华为通讯, 日月光(中坜)x 2set, 超丰电子,胜开, 1 zZlC# V
记忆科技(深圳), 北京航天研究所..等中国大陆三百台之销售实绩.[/td][td=1,1,190.66666666666666] ks tIgcI
主要应用于材料科研单位及晶圆制造单位 GyIV
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中芯国际 x2EUr,7
华虹宏力 ~[ jQ!tz
台积电 f3;5Am
中科院自动化所 Gt1U!dP
中科院化学所 R- :2HRaA
中科院纳米中心 {ax:RUQxy
中科院高能物理所 !1k_PY5)
应用材料 ]]mJ']l
北京大学 H|*m$| $,
清华大学等 4 5e~6",
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综上所述，ADVANCED Smart-1型IV曲线是目前市场唯一一款用于芯片筛选及失效分析的成熟测试产品，可直接购买。 :h$$J
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文：仪准科技 eRYK3W
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 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]半导体工程师[color=rgba(0, 0, 0, 0.5)]半导体经验分享，半导体成果交流，半导体信息发布。半导体行业动态，半导体从业者职业规划，芯片工程师成长历程。 7 r!x1
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