怎樣進行芯片失效分析?失效與可靠性分析儀與國外的差距?
一般來說,集成電路在研制、生產和使用過程中失效不可避免,隨著人們對產品質量和可靠性要求的不斷提高,失效分析工作也顯得越來越重要,通過芯片失效分析,可以幫助集成電路設計人員找到設計上的缺陷、工藝參數的不匹配或設計與操作中的不當等問題。失效分析的意義主要表現具體來說,失效分析的意義主要表現在以下幾個方面: 失效分析是確定芯片失效機理的必要手段。 失效分析為有效的故障診斷提供了必要的信息。 失效分析為設計工程師不斷改進或者修復芯片的設計,使之與設計規范更加吻合提供必要的反饋信息。 失效分析可以評估不同測試向量的有效性,為生產測試提供必要的補充,為驗證測試流程優化提供必要的信息基礎。失效分析主要步驟和內容芯片開封:去除IC封膠,同時保持芯片功能的完整無損,保持 die,bond pads,bond wires乃至lead-frame不受損傷,為下一步芯片失效分析實驗做準備。SEM 掃描電鏡/EDX成分分析:包括材料結構分析/缺陷觀察、元素組成常規微區分析、精確測量元器件尺寸等等。探針測試:以微探針快捷方便地獲取IC內部電信號。鐳射切割:以微激光束切斷線路或芯片上層特定區域。EMMI偵測:EMMI微光顯微鏡是一種效率極高的失效分錯析工具,提供高靈敏度非破壞性的故障定位方式,可偵測和定位非常微弱的發光(可見光及近紅外光),由此捕捉各種元件缺陷或異常所產生的漏電流可見光。OBIRCH應用(鐳射光束誘發阻抗值變化測試):OBIRCH常用于芯片內部高阻抗及低阻抗分析,線路漏電路徑分析。利用OBIRCH方法,可以有效地對電路中缺陷定位,如線條中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻區等,也能有效的檢測短路或漏電,是發光顯微技術的有力補充。 LG液晶熱點偵測:利用液晶感測到IC漏電處分子排列重組,在顯微鏡下呈現出不同于其它區域的斑狀影像,找尋在實際分析中困擾設計人員的漏電區域(超過10mA之故障點)。 定點/非定點芯片研磨:移除植于液晶驅動芯片 Pad上的金凸塊, 保持Pad完好無損,以利后續分析或rebonding。 X-Ray 無損偵測:檢測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。
我們的集成電路失效分析設備是利用超導法的無損分析,可分析芯片的短路,漏電,開路,并進行精確定位。是一種超導法電故障隔離顯微鏡。
2、https://www.zhihu.com/question/29417700/answer/52737825
中國集成電路可靠性和失效分析是不是和國外差距很大?
有差距,正如生產工藝的差距。失效分析的很多先進手段都是為了配合新制程研發而發展的。另外,半導體生產對設備要求很高,失效分析也一樣~
先說集成電路:
集成電路主要分三塊:設計,制造,封測。設計差距不大,制造差距非常大(這個依托于設備及其對應的工藝,以及熟練技工),封測也差距不大。所以集成電路領域的制造部分才是真正落后(制程工藝設計,過程管控,設備)。這部分差距估計有20年+20萬億元以上?
再說失效分析:
這塊主要是分析方法(經驗)和設備,對于設備,國內頂尖實驗室(第三方以及華為中興的實驗室,還有一些集成電路工廠)已經可以可以達到國際先進水平,差距不大,但是不普及。主要差距是我們對半導體內部制造工藝不熟悉,實踐案例也沒有人家多,造成判斷沒把握。這部分的差距總體不大,應該在5年+5k億吧?
作者:李井岡
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來源:知乎
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