Sa pangkalahatan, mahirap iwasan ang isang maliit na halaga ng pagkabigo sa pagbuo, paggawa at paggamit ng mga aparatong semiconductor. Sa patuloy na pagpapabuti ng mga kinakailangan sa kalidad ng produkto, ang pag-aaral ng kabiguan ay nagiging mas at mas mahalaga. Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga partikular na failure chip, Makakatulong ito sa mga circuit designer na mahanap ang mga depekto ng disenyo ng device, ang hindi pagkakatugma ng mga parameter ng proseso, ang hindi makatwirang disenyo ng peripheral circuit o maling operasyon na dulot ng problema. Ang pangangailangan ng pagtatasa ng pagkabigo ng mga aparatong semiconductor ay pangunahing ipinahayag sa mga sumusunod na aspeto:
(1) Ang pagsusuri sa pagkabigo ay isang kinakailangang paraan upang matukoy ang mekanismo ng pagkabigo ng chip ng device;
(2) Ang pagtatasa ng kabiguan ay nagbibigay ng kinakailangang batayan at impormasyon para sa epektibong pagsusuri ng pagkakamali;
(3) Ang pagsusuri sa pagkabigo ay nagbibigay ng kinakailangang impormasyon ng feedback para sa mga inhinyero ng disenyo upang patuloy na mapabuti o ayusin ang disenyo ng chip at gawin itong mas makatwiran alinsunod sa detalye ng disenyo;
(4) Ang pag-aaral ng kabiguan ay maaaring magbigay ng kinakailangang suplemento para sa pagsusuri sa produksyon at magbigay ng kinakailangang batayan ng impormasyon para sa pag-optimize ng proseso ng pagsubok sa pag-verify.
Para sa pag-aaral ng kabiguan ng mga semiconductor diode, audion o integrated circuit, ang mga de-koryenteng parameter ay dapat munang masuri, at pagkatapos ng inspeksyon ng hitsura sa ilalim ng optical microscope, dapat alisin ang packaging. Habang pinapanatili ang integridad ng pag-andar ng chip, ang panloob at panlabas na mga lead, mga bonding point at ang ibabaw ng chip ay dapat panatilihin hangga't maaari, upang makapaghanda para sa susunod na hakbang ng pagsusuri.
Gamit ang pag-scan ng electron microscopy at spectrum ng enerhiya para gawin ang pagsusuring ito: kabilang ang pagmamasid sa microscopic morphology, paghahanap ng failure point, obserbasyon at lokasyon ng defect point, tumpak na pagsukat ng microscopic geometry size ng device at rough surface potential distribution at ang logic judgment ng digital gate circuit (na may boltahe contrast image method); Gumamit ng spectrometer ng enerhiya o spectrometer upang gawin ang pagsusuring ito ay mayroong: pagsusuri ng komposisyon ng microscopic na elemento, istruktura ng materyal o pagsusuri ng pollutant.
01. Mga depekto sa ibabaw at pagkasunog ng mga aparatong semiconductor
Ang mga depekto sa ibabaw at pagkasunog ng mga aparatong semiconductor ay parehong karaniwang mga mode ng pagkabigo, tulad ng ipinapakita sa Figure 1, na kung saan ay ang depekto ng purified layer ng integrated circuit.
Ipinapakita ng Figure 2 ang depekto sa ibabaw ng metallized layer ng integrated circuit.
Ipinapakita ng Figure 3 ang breakdown channel sa pagitan ng dalawang metal strips ng integrated circuit.
Ipinapakita ng Figure 4 ang pagbagsak ng metal strip at skew deformation sa air bridge sa microwave device.
Ipinapakita ng Figure 5 ang grid burnout ng microwave tube.
Ipinapakita ng Figure 6 ang mekanikal na pinsala sa pinagsamang electrical metallized wire.
Ipinapakita ng Figure 7 ang pagbubukas at depekto ng mesa diode chip.
Ipinapakita ng Figure 8 ang breakdown ng protective diode sa input ng integrated circuit.
Ipinapakita ng Figure 9 na ang ibabaw ng integrated circuit chip ay nasira ng mekanikal na epekto.
Ipinapakita ng Figure 10 ang partial burnout ng integrated circuit chip.
Ipinapakita ng Figure 11 na ang diode chip ay nasira at nasunog nang husto, at ang mga breakdown point ay naging melting state.
Ipinapakita ng Figure 12 ang gallium nitride microwave power tube chip na nasunog, at ang burnt point ay nagpapakita ng molten sputtering state.
02. Pagkasira ng electrostatic
Ang mga semiconductor device mula sa pagmamanupaktura, packaging, transportasyon hanggang sa circuit board para sa pagpasok, welding, machine assembly at iba pang proseso ay nasa ilalim ng banta ng static na kuryente. Sa prosesong ito, nasira ang transportasyon dahil sa madalas na paggalaw at madaling pagkakalantad sa static na kuryente na nalilikha ng labas ng mundo. Samakatuwid, ang espesyal na pansin ay dapat bayaran sa electrostatic na proteksyon sa panahon ng paghahatid at transportasyon upang mabawasan ang mga pagkalugi.
Sa mga semiconductor device na may unipolar MOS tube at MOS integrated circuit ay partikular na sensitibo sa static na kuryente, lalo na sa MOS tube, dahil sa sarili nitong input resistance ay napakataas, at ang gate-source electrode capacitance ay napakaliit, kaya napakadaling maging apektado ng panlabas na electromagnetic field o electrostatic induction at sisingilin, at dahil sa electrostatic generation, mahirap i-discharge ang singil sa oras, Samakatuwid, madaling maging sanhi ng akumulasyon ng static na kuryente sa agarang pagkasira ng device. Ang anyo ng electrostatic breakdown ay higit sa lahat electrical mapanlikha breakdown, iyon ay, ang manipis na oksido layer ng grid ay nasira down, na bumubuo ng isang pinhole, na shorts ang puwang sa pagitan ng grid at ang pinagmulan o sa pagitan ng grid at ang alisan ng tubig.
At kamag-anak sa MOS tube MOS integrated circuit antistatic breakdown kakayahan ay medyo mas mahusay, dahil ang input terminal ng MOS integrated circuit ay nilagyan ng proteksiyon diode. Kapag nagkaroon ng malaking electrostatic boltahe o surge boltahe sa karamihan ng mga proteksiyon diode ay maaaring ilipat sa lupa, ngunit kung ang boltahe ay masyadong mataas o ang agarang amplification kasalukuyang ay masyadong malaki, minsan ang mga proteksiyon diode ay ang kanilang mga sarili, tulad ng ipinapakita sa Figure 8.
Ang ilang mga larawan na ipinapakita sa figure13 ay ang electrostatic breakdown topography ng MOS integrated circuit. Ang breakdown point ay maliit at malalim, na nagpapakita ng molten sputtering state.
Ipinapakita ng Figure 14 ang hitsura ng electrostatic breakdown ng magnetic head ng isang hard disk ng computer.
Oras ng post: Hul-08-2023
