芯片失效分析的作用是針對(duì)異常芯片(信號(hào)檢測(cè)錯(cuò)誤)進(jìn)行失效點(diǎn)定位,并結(jié)合芯片的原始設(shè)計(jì)情況判斷芯片失效的機(jī)理。做失效分析需要全面的知識(shí),電子、工藝、結(jié)構(gòu)、材料、理化等很多方面都會(huì)涉及到。
檢測(cè)項(xiàng)目:
芯片失效分析IC集成電路失效分析中:
開封,3D-OM,C-SAM/SAT,2DX-Ray,3DX-Ray,SEM-EDX,OBIRCH/EMMI,RIE,Nanoprobe,ESD(HBM,MM,Latch-up),AFM,SIMS,TOF-SIMS,TEM,XPS,I-V,C-V
檢測(cè)范圍:
集成電路、芯片
檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):
GJB 548B-2005
芯片失效分析方法:
01.OM顯微鏡觀測(cè),外觀分析
02.C-SAM/SAT(超聲波掃描顯微鏡)
(1)材料內(nèi)部的晶格結(jié)構(gòu),雜質(zhì)顆粒,夾雜物,沉淀物。
?。?)內(nèi)部裂紋。
?。?)分層缺陷。
(4)空洞,氣泡,空隙等。
03.無(wú)損檢測(cè),X-Ray檢測(cè)IC封裝中的各種缺陷如層剝離、爆裂、空洞以及打線的完整性,PCB制程中可能存在的缺陷如對(duì)齊不良或橋接,開路、短路或不正常連接的缺陷,封裝中的錫球完整性。(這幾種是芯片發(fā)生失效后首先使用的非破壞性分析手段),其中有2DX-Ray和3DX-Ray。
04.SEM掃描電鏡/EDX能量彌散X光儀(材料結(jié)構(gòu)分析/缺陷觀察,元素組成常規(guī)微區(qū)分析,精確測(cè)量元器件尺寸)。
05.取die,開封使用激光開封機(jī)和自動(dòng)酸開封機(jī)將被檢樣品(不適用于陶瓷和金屬封裝)的封裝外殼部分去除,使被檢樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)暴露。
06.OBIRCH/EMMI(微光顯微鏡/OBIRCH鐳射光束誘發(fā)阻抗值變化測(cè)試)/Thermal熱點(diǎn)偵測(cè)(這三者屬于常用漏電流路徑分析手段,尋找發(fā)熱點(diǎn),LC要借助探針臺(tái),示波器)
07.切割制樣:使用切割制樣模塊將小樣品進(jìn)行固定,以方便后續(xù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。
08.去層:使用等離子刻蝕機(jī)(RIE)去除芯片內(nèi)部的鈍化層,使被檢樣品下層金屬暴露,如需去除金屬層觀察下層結(jié)構(gòu),可利用研磨機(jī)進(jìn)行研磨去層。
09.FIB做一些電路修改,切點(diǎn)觀察。
10.Probe Station探針臺(tái)/Probing Test探針測(cè)試。
11.ESD/Latch-up靜電放電/閂鎖效用測(cè)試(有些客戶是在芯片流入客戶端之前就進(jìn)行這兩項(xiàng)可靠度測(cè)試,有些客戶是失效發(fā)生后才想到要篩取良片送驗(yàn))這些已經(jīng)提到了多數(shù)常用手段。
除了常用手段之外還有其他一些失效分析手段,原子力顯微鏡AFM,二次離子質(zhì)譜SIMS,飛行時(shí)間質(zhì)譜TOF-SIMS,透射電鏡TEM,場(chǎng)發(fā)射電鏡,場(chǎng)發(fā)射掃描俄歇探針,X光電子能譜XPS,L-I-V測(cè)試系統(tǒng),能量損失X光微區(qū)分析系統(tǒng)等很多手段,不過這些項(xiàng)目不是很常用。
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