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半导体失效分析样品需要做哪些准备？

2020-2-11 09:56:01

2214 失效分析

1

失效分析是芯片测试重要环节，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、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析

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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