半导体失效分析简介
半导体失效分析是确定芯片失效机理的必要手段。失效从失效模式和失效机理一般分类为:断裂失效分(应力腐蚀、高温应力断裂、疲劳断裂等)、非断裂失效(基本为磨损失效、腐蚀失效、变形效)、复合失效机理(多种失效机理综合作用而成导致的失效)。
失效分析为工艺不断改进或者迭代优化修复芯片的设计;失效分析为有效的故障诊断提供了必要的证据支持;为生产测试提供必要的环节补充,提供必要的信息基础。
中科检测可提供半导体失效分析服务,评估半导体失效机理,出具的半导体失效分析报告具有CMA资质。
半导体失效现象
1)开路 (EOS、ESD、电迁移、应力迁移、腐蚀、键合点脱落、机械应力、热变应力)
2)短路(PN结缺陷、PN结穿钉、EOS、介质击穿、金属迁移)
3)参漂(氧化层电荷、表面离子、芯片裂纹、热载流子、辐射损伤)
4)功能失效(EOS、ESD) 实例一 浪涌损坏 样品为整流桥,在实验室做实验过程中,突然失效,有输入没输出,属于功能失效,主要原因是,浪涌损坏,主要是过大的电源电压使器件发生击穿,形成短路,造成大电流,导致整流桥内部电流过大,导致整流桥损坏。
半导体失效分析方法
1)目检
观察芯片表面沾污、裂纹、腐蚀,金属外壳绝缘子裂纹,镀层腐蚀、脱落,键合丝缺失、损伤、连接错误等。
2)电测试
测试器件功能、参数等。
3)X射线照相
用于检查键合金丝完整性,焊点与焊盘的焊接情况,密封区、粘片区的空洞问题。 4)超声扫描
超声波在物体中传播,遇到不同介质的交界面会发生反射,通过检测反射波来检测封装结构中的分层、空洞、裂纹等问题。
5)扫描电镜及能谱
观察失效样品的微观结构,鉴定化学成分等。
6)密封
通过粗检漏、细检漏判断器件气密性和漏率。
7)PIND
通过颗粒噪声检测器件内是否存在可动多余物。
8)内部气氛检测
测量密封器件内部水汽、氧气、二氧化碳等内部气氛的种类及含量。
9)红外成像
通过红外成像,观察芯片表面热点位置,判断是否存在击穿、短路等问题。
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