Általánosságban elmondható, hogy a félvezető eszközök fejlesztése, gyártása és használata során nehéz elkerülni egy kis meghibásodást. A termékminőségi követelmények folyamatos javításával a hibaelemzés egyre fontosabbá válik. Konkrét meghibásodási chipek elemzésével segíthet az áramkör-tervezőknek megtalálni az eszköztervezés hibáit, a folyamatparaméterek nem megfelelőségét, a perifériás áramkör ésszerűtlen tervezését vagy a probléma okozta hibás működést. A félvezető eszközök hibaelemzésének szükségessége elsősorban a következő szempontokban nyilvánul meg:
(1) A hibaelemzés szükséges eszköz az eszközchip meghibásodási mechanizmusának meghatározásához;
(2) A hibaelemzés szükséges alapot és információt biztosít a hatékony hibadiagnosztikához;
(3) A hibaelemzés szükséges visszacsatolási információkat biztosít a tervezőmérnökök számára a chip tervezésének folyamatos javításához vagy javításához, és a tervezési specifikációnak megfelelő ésszerűbbé tételéhez;
(4) A hibaelemzés a gyártási teszthez szükséges kiegészítést nyújthat, és a szükséges információs alapot biztosíthatja a hitelesítési vizsgálati folyamat optimalizálásához.
A félvezető diódák, audionok vagy integrált áramkörök hibaelemzéséhez először az elektromos paramétereket kell tesztelni, majd az optikai mikroszkópos megjelenés után a csomagolást el kell távolítani. A chip funkciójának integritásának megőrzése mellett a belső és külső vezetékeket, kötési pontokat és a chip felületét lehetőleg meg kell tartani, hogy felkészüljünk az elemzés következő lépésére.
Pásztázó elektronmikroszkóppal és energiaspektrummal az elemzéshez: beleértve a mikroszkópos morfológia megfigyelését, a hibapontok keresését, a hibapontok megfigyelését és elhelyezkedését, az eszköz mikroszkópikus geometriájának és durva felületi potenciáleloszlásának pontos mérését, valamint a digitális kapu logikai megítélését. áramkör (feszültség-kontraszt képmódszerrel); Használjon energiaspektrométert vagy spektrométert az alábbi elemzésekhez: mikroszkópos elemösszetétel-elemzés, anyagszerkezet- vagy szennyezőanyag-elemzés.
01. Félvezető eszközök felületi hibái és égési sérülései
A felületi hibák és a félvezető eszközök kiégése egyaránt gyakori meghibásodási mód, amint azt az 1. ábra mutatja, amely az integrált áramkör megtisztított rétegének hibája.
A 2. ábra az integrált áramkör fémezett rétegének felületi hibáját mutatja.
A 3. ábra az integrált áramkör két fémszalagja közötti áttörési csatornát mutatja.
A 4. ábra a fémszalag összeomlását és ferde deformációját mutatja a mikrohullámú készülék léghídján.
Az 5. ábra a mikrohullámú cső rács kiégését mutatja.
A 6. ábra az integrált elektromos fémezett vezeték mechanikai sérülését mutatja.
A 7. ábra a mesa dióda chip kinyílását és hibáját mutatja.
A 8. ábra a védődióda meghibásodását mutatja az integrált áramkör bemenetén.
A 9. ábrán látható, hogy az integrált áramköri lapka felülete mechanikai behatás következtében megsérül.
A 10. ábra az integrált áramköri chip részleges kiégését mutatja.
A 11. ábra azt mutatja, hogy a dióda chip letört és súlyosan megégett, és a töréspontok olvadásos állapotba kerültek.
A 12. ábra a gallium-nitrid mikrohullámú teljesítménycső-chip elégetését mutatja, és az égési pont olvadt porlasztásos állapotot mutat.
02. Elektrosztatikus meghibásodás
A félvezető eszközöket a gyártástól, csomagolástól, szállítástól az áramköri lapra való behelyezésig, hegesztésig, gép összeszerelésig és egyéb folyamatokig statikus elektromosság fenyegeti. Ebben a folyamatban a szállítás sérül a gyakori mozgás és a külvilág által generált statikus elektromosságnak való könnyű kitettség miatt. Ezért a veszteségek csökkentése érdekében különös figyelmet kell fordítani az elektrosztatikus védelemre az átvitel és a szállítás során.
Az unipoláris MOS csővel és MOS integrált áramkörrel rendelkező félvezető eszközökben különösen érzékeny a statikus elektromosságra, különösen a MOS cső, mivel saját bemeneti ellenállása nagyon magas, a kapuforrás elektróda kapacitása pedig nagyon kicsi, így nagyon könnyen kezelhető. külső elektromágneses tér vagy elektrosztatikus indukció által érintett és feltöltött, valamint az elektrosztatikus generálás miatt nehéz időben kisütni a töltést, ezért könnyen előidézhető a statikus elektromosság felhalmozódása a készülék pillanatnyi meghibásodásával. Az elektrosztatikus meghibásodás formája elsősorban elektromos zseniális lebontás, vagyis a rács vékony oxidrétege lebontásra kerül, lyukat képezve, ami rövidre zárja a rács és a forrás, illetve a rács és a lefolyó közötti rést.
És a MOS csőhöz képest a MOS integrált áramkör antisztatikus letörési képessége viszonylag kicsivel jobb, mivel a MOS integrált áramkör bemeneti terminálja védődiódával van felszerelve. Ha nagy elektrosztatikus feszültség vagy túlfeszültség lép fel a legtöbb védődiódában, akkor a földre kapcsolható, de ha a feszültség túl magas, vagy a pillanatnyi erősítőáram túl nagy, akkor néha a védődiódák maguk lépnek fel, amint az az ábrán látható. 8.
A 13. ábrán látható több kép a MOS integrált áramkör elektrosztatikus áttörési topográfiáját mutatja. A töréspont kicsi és mély, olvadt porlasztásos állapotot mutat.
A 14. ábra a számítógép merevlemezének mágneses fejének elektrosztatikus meghibásodását mutatja.
Feladás időpontja: 2023-08-08
