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半导体失效分析方法总结

2020-5-15 10:49:58  403 半导体
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失效分析(FA)是一门发展中的新兴学科,近年开始从军工向普通企业普及。它一般根据失效模式和现象,通过分析和验证,模拟重现失效的现象,找出失效的原因,挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量,技术开发、改进,产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。其方法分为有损分析,无损分析,物理分析,化学分析等

北软检测失效分析 (3).png
北软检测失效分析

失效分析的意义:分析机械零器件失效原因,为事故责任认定、侦破刑事犯罪案件、裁定赔偿责任、保险业务、修改产品质量标准等提供科学依据;减少和预防同类机械零器件的失效现象重复发生,保障产品质量,提高产品竞争力;为企业技术开发、技术改造提供信息,增加企业产品技术含量,从而获得更大的经济效益

集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。实验室主要对集成电路进行相关的检测分析服务。

集成电路的相关产业,如材料学,工程学,物理学等等,集成电路的发展与这些相关产业密不可分,对集成电路展开失效分析相关实验分析时势必要涉及这些相关产业。实验室也可以提供非集成电路样品的微区观测,元素鉴别,样品形貌处理,断层分析等相关服务。

失效分析主要项目:

金相显微镜/体式显微镜:
提供样品的显微图像观测,拍照和测量等服务,显微倍率从10倍~1000倍不等,并有明场和暗场切换功能,可根据样品实际情况和关注区域情况自由调节  
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北软检测金相显微镜分析

RIE等离子反应刻蚀机:
提供芯片的各向异性刻蚀功能,配备CF4辅助气体,可以在保护样品金属结构的前提下,快速刻蚀芯片表面封装的钨,钨化钛,二氧化硅,胶等材料,保护层结构,以辅助其他设备后续实验的进行
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北软检测RIE分析
自动研磨机:
提供样品的减薄,断面研磨,抛光,定点去层服务,自动研磨设备相比手动研磨而言,效率更高,受力更精准,使用原厂配套夹具加工样品无需进行注塑,方便后续其他实验的进行


北软检测研磨去层
高速切割机:
部分芯片需要进行剖面分析,此时可使用制样切割工具,先用树脂将被测样品包裹和固定,再使用可换刀头的高速切割机切割样品使用夹具固定待切割样品,确定切割位置后进行切割,同时向切割刀片喷淋冷却液。提供PCB或其他类似材料的切割服务,样品树脂注塑服务

微漏电侦测系统(EMMI):
微光显微镜(Emission microscope),主要侦测芯片加电
后内部模块失效所释放出的光子,可被观测的失效缺陷包括漏电结(Junction Leakage)、接触毛刺(Contact Spiking)、热电子效应(Hot Electrons)、闩锁效应(Latch-Up)、多晶硅晶须(Poly-Silicon Filaments)、衬底损伤(Substrate Damage)、物理损伤(MechanicaDamage)
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北软检测EMMI分析
点针工作台:提供芯片或其他产品的微区电信号引出功能,支持微米级的测试点信号引出或施加,配备硬探针和牛毛针,可根据样品实际情况自由搭配使用,外接设备可自由搭配,如示波器,电源等,同时探针台提供样品细节可视化功能,协助芯片设计人员对失效芯片进行分析在显微镜的辅助下,使用探针接触芯片管脚,给芯片加电,观察芯片加电后的功耗表现

北软检测探针测试
X-ray/CT:
提供芯片或其他产品的内部透视图像或模型,X-ray图像分辨率最高可达微米级,可在不破坏样品的前提下观测样品内部结构,空洞缺陷等信息,CT服务为基于X-ray图像的3D重构模型,可以更加灵活的对样品进行逐层扫描
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北软检测x-ray检测

激光开封:
使用高能量激光光束照射待开封的芯片表面,利用激光的高温烧蚀去除芯片表面覆盖的环氧树脂等物质使用激光开封后,待测芯片的管脚和引线被暴露出来,为后续连线或加电测试做好准备工作
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北软检测decap测试
iv曲线追踪仪:
提供芯片的二极管曲线绘制功能,提供基础的正负极加电方式,如与现有夹具匹配之芯片还可提供快速批量测试,引脚自定义分组进行二极管特性测试
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北软检测IV测试
FIB/SEM/EDX:
FIB配合扫描式电子显微镜(SEM)使用,用强电流离子束有选择性的剥除金属、氧化硅层或沉积金属层,以完成微、纳米级表面形貌加工。提供样品微区的几何加工服务,使用镓离子对样品进行轰击,达到微区加工的目的,加工范围一般为几十立方微米~1立方微米之间,利用双束切换系统,可在不移动样品的前提下对加工后的区域进行高分辨率的SEM成像提供表层线路修改服务,通过FIB和PT沉积功能组合达到线路修改的目的提供样品微区的元素构成分析服务,针对样品特定区域进行电子扫描,单位扫描区域约为10立方微米(含深度),可使用点扫,面扫,线扫,MAP等不同呈现方式对样品进行元素构成分析


北软检测FIB测试                                               北软检测SEM分析
北软检测失效分析fib (4).jpg
北软检测成分分析分析
北软检测失效分析edx.jpg



王栋春 2020-5-15 12:47:24
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