In generale, hè difficiule d'evità una piccula quantità di fallimenti in u sviluppu, a pruduzzione è l'usu di i dispositivi à semiconduttori. Cù u miglioramentu cuntinuu di i requisiti di qualità di i prudutti, l'analisi di i fallimenti diventa sempre più impurtante. Analizendu chip di fallimentu specifici, pò aiutà i cuncettori di circuiti à truvà i difetti di cuncepimentu di u dispositivu, a discrepanza di i parametri di prucessu, u cuncepimentu irragionevule di u circuitu perifericu o u malfunzionamentu causatu da u prublema. A necessità di l'analisi di i fallimenti di i dispositivi à semiconduttori si manifesta principalmente in i seguenti aspetti:
(1) L'analisi di i guasti hè un mezzu necessariu per determinà u mecanismu di guastu di u chip di u dispusitivu;
(2) L'analisi di i guasti furnisce a basa è l'infurmazioni necessarie per una diagnosi efficace di i guasti;
(3) L'analisi di i guasti furnisce l'infurmazioni di feedback necessarie per l'ingegneri di cuncepimentu per migliurà o riparà continuamente u disignu di u chip è rende lu più ragiunevule in cunfurmità cù e specificazioni di cuncepimentu;
(4) L'analisi di i guasti pò furnisce un supplementu necessariu per a prova di pruduzzione è furnisce a basa d'infurmazioni necessaria per l'ottimisazione di u prucessu di prova di verificazione.
Per l'analisi di i guasti di i diodi semiconduttori, di l'audioni o di i circuiti integrati, i parametri elettrici devenu esse prima testati, è dopu l'ispezione di l'aspettu sottu à u microscopiu otticu, l'imballu deve esse cacciatu. Mantenendu l'integrità di a funzione di u chip, i cavi interni è esterni, i punti di cunnessione è a superficia di u chip devenu esse cunservati u più pussibule, in modu da preparà si per a prossima tappa di l'analisi.
Utilizendu a microscopia elettronica à scansione è u spettru energeticu per fà sta analisi: cumprese l'osservazione di a morfologia microscopica, a ricerca di punti di fallimentu, l'osservazione è a situazione di i punti di difettu, a misurazione precisa di a dimensione di a geometria microscopica di u dispusitivu è a distribuzione di u putenziale di a superficia ruvida è u ghjudiziu logicu di u circuitu di a porta digitale (cù u metudu di l'imagine di cuntrastu di tensione); Aduprà u spettrometru energeticu o u spettrometru per fà sta analisi hà: analisi di a cumpusizione di l'elementi microscopichi, struttura di u materiale o analisi di l'inquinanti.
01. Difetti superficiali è brusgiature di dispositivi semiconduttori
I difetti di superficia è a brusgiatura di i dispusitivi semiconduttori sò tramindui modi di fallimentu cumuni, cum'è mostratu in a Figura 1, chì hè u difettu di u stratu purificatu di u circuitu integratu.
A figura 2 mostra u difettu superficiale di u stratu metallizatu di u circuitu integratu.
A figura 3 mostra u canale di ripartizione trà e duie strisce metalliche di u circuitu integratu.
A figura 4 mostra u crollu di a striscia metallica è a deformazione obliqua nantu à u ponte d'aria in u dispusitivu à microonde.
A figura 5 mostra a combustione di a griglia di u tubu à microonde.
A figura 6 mostra u dannu meccanicu à u filu metallizatu elettricu integratu.
A figura 7 mostra l'apertura è u difettu di u chip di diodi mesa.
A figura 8 mostra a rottura di u diodu di prutezzione à l'entrata di u circuitu integratu.
A figura 9 mostra chì a superficia di u chip di circuitu integratu hè dannighjata da un impattu meccanicu.
A figura 10 mostra a combustione parziale di u chip di circuitu integratu.
A figura 11 mostra chì u chip di diodu hè statu rottu è gravemente brusgiatu, è i punti di rottura sò diventati in statu di fusione.
A figura 12 mostra u chip di u tubu di putenza à microonde di nitruru di galliu brusgiatu, è u puntu brusgiatu presenta un statu di sputtering fusu.
02. Degradazione elettrostatica
I dispusitivi semiconduttori, da a fabricazione, l'imballaggio, u trasportu finu à a scheda di circuitu per l'inserzione, a saldatura, l'assemblaggio di a macchina è altri prucessi, sò sottu a minaccia di l'elettricità statica. In questu prucessu, u trasportu hè dannighjatu per via di u muvimentu frequente è di a faciule esposizione à l'elettricità statica generata da u mondu esternu. Dunque, una attenzione particulare deve esse prestata à a prutezzione elettrostatica durante a trasmissione è u trasportu per riduce e perdite.
In i dispusitivi semiconduttori cù tubi MOS unipolari è circuiti integrati MOS, i tubi MOS sò particularmente sensibili à l'elettricità statica, in particulare i tubi MOS, per via di a so propria resistenza d'entrata assai alta, è a capacità di l'elettrodu gate-source hè assai chjuca, dunque hè assai faciule d'esse affettatu da un campu elettromagneticu esternu o da l'induzione elettrostatica è di caricassi, è per via di a generazione elettrostatica, hè difficiule di scaricà a carica in tempu. Dunque, hè faciule di causà l'accumulazione di elettricità statica à a rottura istantanea di u dispusitivu. A forma di rottura elettrostatica hè principalmente una rottura elettrica ingegnosa, vale à dì, u stratu sottile d'ossidu di a griglia hè rottu, furmendu un foru di spillo, chì cortocircuita u spaziu trà a griglia è a fonte o trà a griglia è u drenaje.
È in paragone à u tubu MOS, a capacità di rottura antistatica di u circuitu integratu MOS hè relativamente ligeramente megliu, perchè u terminal d'entrata di u circuitu integratu MOS hè dotatu di un diodu di prutezzione. Quandu ci hè una grande tensione elettrostatica o una sovratensione, a maiò parte di i diodi di prutezzione ponu esse commutati à a terra, ma se a tensione hè troppu alta o a corrente di amplificazione istantanea hè troppu grande, qualchì volta i diodi di prutezzione si spegneranu da soli, cum'è mostratu in a Figura 8.
E parechje imagine mostrate in a figura 13 sò a topografia di a rottura elettrostatica di u circuitu integratu MOS. U puntu di rottura hè chjucu è prufondu, prisentendu un statu di sputtering fusu.
A figura 14 mostra l'aspettu di a rottura elettrostatica di a testa magnetica di un discu duru di l'urdinatore.
Data di publicazione: 08 lugliu 2023
