Vispārīgi runājot, ir grūti izvairīties no nelielām kļūmēm pusvadītāju ierīču izstrādē, ražošanā un izmantošanā. Nepārtraukti uzlabojot produktu kvalitātes prasības, kļūmju analīze kļūst arvien svarīgāka. Analizējot konkrētas atteices mikroshēmas, tas var palīdzēt ķēžu dizaineriem atrast ierīces dizaina defektus, procesa parametru neatbilstību, nepamatotu perifērijas ķēdes dizainu vai problēmas izraisītu nepareizu darbību. Pusvadītāju ierīču bojājumu analīzes nepieciešamība galvenokārt izpaužas šādos aspektos:
(1) atteices analīze ir nepieciešams līdzeklis, lai noteiktu ierīces mikroshēmas atteices mehānismu;
(2) atteices analīze nodrošina nepieciešamo pamatu un informāciju efektīvai kļūdu diagnostikai;
(3) atteices analīze sniedz nepieciešamo atgriezeniskās saites informāciju projektēšanas inženieriem, lai nepārtraukti uzlabotu vai labotu mikroshēmas dizainu un padarītu to saprātīgāku saskaņā ar konstrukcijas specifikāciju;
(4) Atteices analīze var nodrošināt nepieciešamo papildinājumu ražošanas pārbaudei un nodrošināt nepieciešamo informācijas bāzi verifikācijas pārbaudes procesa optimizēšanai.
Pusvadītāju diožu, audionu vai integrālo shēmu bojājumu analīzei vispirms ir jāpārbauda elektriskie parametri un pēc izskata pārbaudes optiskā mikroskopā jānoņem iepakojums. Saglabājot mikroshēmas funkcijas integritāti, iekšējie un ārējie vadi, savienojuma punkti un mikroshēmas virsma ir jāsaglabā pēc iespējas tālāk, lai sagatavotos nākamajam analīzes posmam.
Skenējošās elektronu mikroskopijas un enerģijas spektra izmantošana šīs analīzes veikšanai: ieskaitot mikroskopiskās morfoloģijas novērošanu, bojājuma punktu meklēšanu, defektu punktu novērošanu un atrašanās vietu, precīzu ierīces mikroskopiskās ģeometrijas izmēra un raupjas virsmas potenciāla sadalījuma mērījumus un digitālo vārtu loģisko spriedumu. ķēde (ar sprieguma kontrasta attēla metodi); Lai veiktu šo analīzi, izmantojiet enerģijas spektrometru vai spektrometru: mikroskopiskā elementu sastāva analīze, materiāla struktūras vai piesārņotāju analīze.
01. Pusvadītāju ierīču virsmas defekti un apdegumi
Virsmas defekti un pusvadītāju ierīču izdegšana ir bieži sastopami atteices režīmi, kā parādīts 1. attēlā, kas ir integrētās shēmas attīrītā slāņa defekts.
2. attēlā parādīts integrālās shēmas metalizētā slāņa virsmas defekts.
3. attēlā parādīts sadalījuma kanāls starp divām integrētās shēmas metāla sloksnēm.
4. attēlā parādīta metāla sloksnes sabrukšana un šķībuma deformācija uz gaisa tilta mikroviļņu ierīcē.
5. attēlā parādīta mikroviļņu caurules režģa izdegšana.
6. attēlā parādīti integrētās elektriskās metalizētās stieples mehāniskie bojājumi.
7. attēlā parādīta mesa diodes mikroshēmas atvēršanās un defekts.
8. attēlā parādīts aizsargdiodes bojājums pie integrālās shēmas ieejas.
9. attēlā redzams, ka integrālās shēmas mikroshēmas virsma ir bojāta mehāniskas iedarbības rezultātā.
10. attēlā parādīta integrālās shēmas mikroshēmas daļēja izdegšana.
11. attēlā redzams, ka diodes mikroshēma tika sabojāta un stipri sadedzināta, un sabrukšanas punkti pārvērtās kušanas stāvoklī.
12. attēlā parādīta sadegusi gallija nitrīda mikroviļņu jaudas caurules mikroshēma, un sadegšanas vieta parāda izkausētu izsmidzināšanas stāvokli.
02. Elektrostatiskais sabrukums
Pusvadītāju ierīces no ražošanas, iepakošanas, transportēšanas līdz shēmas plates ievietošanai, metināšanai, iekārtu montāžai un citiem procesiem ir pakļautas statiskās elektrības draudiem. Šajā procesā transportēšana tiek bojāta biežas kustības un vieglas ārējās pasaules radītās statiskās elektrības iedarbības dēļ. Tāpēc pārvades un transportēšanas laikā īpaša uzmanība jāpievērš elektrostatiskajai aizsardzībai, lai samazinātu zudumus.
Pusvadītāju ierīcēs ar vienpolāru MOS cauruli un MOS integrēto shēmu ir īpaši jutīga pret statisko elektrību, jo īpaši MOS caurule, jo tās pašas ieejas pretestība ir ļoti augsta, un vārtu avota elektrodu kapacitāte ir ļoti maza, tāpēc to ir ļoti viegli ko ietekmē ārējs elektromagnētiskais lauks vai elektrostatiskā indukcija un ir uzlādēts, un elektrostatiskās ģenerācijas dēļ ir grūti savlaicīgi izlādēt lādiņu, tāpēc ir viegli izraisīt statiskās elektrības uzkrāšanos līdz ierīces momentānam sabrukumam. Elektrostatiskā sadalījuma forma galvenokārt ir ģeniāls elektriskā sadalījums, tas ir, režģa plānais oksīda slānis tiek sadalīts, veidojot caurumu, kas saīsina spraugu starp režģi un avotu vai starp režģi un kanalizāciju.
Un, salīdzinot ar MOS cauruli, MOS integrālās shēmas antistatiskā sadalīšanās spēja ir salīdzinoši nedaudz labāka, jo MOS integrālās shēmas ievades spaile ir aprīkota ar aizsargdiodi. Ja ir liels elektrostatiskais spriegums vai pārsprieguma spriegums lielākajā daļā aizsargdiožu var pārslēgt uz zemi, bet, ja spriegums ir pārāk augsts vai momentānā pastiprināšanas strāva ir pārāk liela, dažreiz aizsargdiodes pašas, kā parādīts attēlā. 8.
Vairāki attēli, kas parādīti 13. attēlā, ir MOS integrālās shēmas elektrostatiskā sadalījuma topogrāfija. Sadalīšanas vieta ir maza un dziļa, un tajā ir izkusis izsmidzināšanas stāvoklis.
14. attēlā parādīts datora cietā diska magnētiskās galvas elektrostatiskā bojājuma izskats.
Publicēšanas laiks: 08.07.2023
