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[经验] 半导体失效分析样品需要做哪些准备?

2020-2-11 09:56:01  105 失效分析
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失效分析芯片测试重要环节,无论对于量产样品还是设计环节亦或是客退品,失效分析可以帮助降低成本,缩短周期。
常见的失效分析方法有decap,X-RAY,IV,EMMI,FIB,SEM,EDX,Probe,OM,RIE等,因为失效分析设备昂贵,大部分需求单位配不了或配不齐需要的设备,因此借用外力,使用对外开放的资源,来完成自己的分析也是一种很好的选择。我们选择去外面测试时需要准备的信息有哪些呢?下面为大家整理一下:
一、decap:写清样品尺寸,数量,封装形式,材质,开封要求(若在PCB板上,最好提前拆下,pcb板子面较大有突起,会影响对芯片的保护)后续试验。
1.IC开封(正面/背面) QFP, QFN, SOT,TO, DIP,BGA,COB等
2.样品减薄(陶瓷,金属除外)
3.激光打标
4.芯片开封(正面/背面)
5.IC蚀刻,塑封体去除
二、X-RAY:写清样品尺寸,数量,材质(密度大的可以看到,密度小的直接穿透),重点观察区域,精度。
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
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、IV:写清管脚数量,封装形式,加电方式,电压电流限制范围。实验人员需要提前确认搭建适合的分析环境,若样品不适合就不用白跑一趟了。
1.Open/Short Test
2.I/V Curve Analysis
3.Idd Measuring
4.Powered Leakage(漏电)Test
四、EMMI:写清样品加电方式,电压电流,是否是裸die,是否已经开封,特殊要求等,EMMI是加电测试,可以连接各种源表,确认加电要求,若实验室没有适合的源表,可以自带,避免做无用功。
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:写清样品尺寸,材质,导电性是否良好,若尺寸较大需要事先裁剪。一般样品台1-3cm左右,太大的样品放不进去,也影像定位,导电性好的样品分析较快,导电性不好的,需要辅助措施才能较好的分析。切点观察的,标清切点要求。切线连线写清方案,发定位文件。
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、SEM:写清样品尺寸,材质,导电性是否良好,若尺寸较大需要事先裁剪。一般样品台1-3cm左右,太大的样品放不进去,也影像定位,导电性好的样品分析较快,导电性不好的,需要辅助措施才能较好的分析。
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
七、EDX:写清样品尺寸,材质,EDX是定性分析,能看到样品的材质和大概比例,适合金属元素分析。
1.微区成分定性分析
八、Probe:写清样品测试环境要求,需要搭配什么源表,使用什么探针,一般有硬针和软针,软针较细,不易对样品造成二次损伤。
1.微小连接点信号引出
2.失效分析失效确认
3.FIB电路修改后电学特性确认
4.晶圆可靠性验证
九、OM:写清样品情况,对放大倍率要求。OM属于表面观察,看不到内部情况。
1.样品外观、形貌检测
2.制备样片的金相显微分
3.各种缺陷的查找
4.晶体管点焊、检查
十、RIE:写清样品材质,需要看到的区域。
1.用于对使用氟基化学的材料进行各向同性和各向异性蚀刻,其中包括碳、环氧树脂、石墨、铟、钼、氮氧化物、光阻剂、聚酰亚胺、石英、硅、氧化物、氮化物、钽、氮化钽、氮化钛、钨钛以及钨
2.器件表面图形的刻蚀

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