怎樣進(jìn)行芯片失效分析？

一般來(lái)說，集成電路在研制、生產(chǎn)和使用過程中失效不可避免，隨著人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性要求的不斷提高，失效分析工作也顯得越來(lái)越重要，通過芯片失效分析，可以幫助集成電路設(shè)計(jì)人員找到設(shè)計(jì)上的缺陷、工藝參數(shù)的不匹配或設(shè)計(jì)與操作中的不當(dāng)?shù)葐栴}。

失效分析的意義主要表現(xiàn)

具體來(lái)說，失效分析的意義主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

失效分析是確定芯片失效機(jī)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(shè)計(jì)工程師不斷改進(jìn)或者修復(fù)芯片的設(shè)計(jì)，使之與設(shè)計(jì)規(guī)范更加吻合提供必要的反饋信息。

失效分析可以評(píng)估不同測(cè)試向量的有效性，為生產(chǎn)測(cè)試提供必要的補(bǔ)充，為驗(yàn)證測(cè)試流程優(yōu)化提供必要的信息基礎(chǔ)。

失效分析主要步驟和內(nèi)容

芯片開封：去除IC封膠，同時(shí)保持芯片功能的完整無(wú)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(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。

SEM 掃描電鏡/EDX成分分析：包括材料結(jié)構(gòu)分析/缺陷觀察、元素組成常規(guī)微區(qū)分析、精確測(cè)量元器件尺寸等等。

探針測(cè)試：以微探針快捷方便地獲取IC內(nèi)部電信號(hào)。鐳射切割：以微激光束切斷線路或芯片上層特定區(qū)域。

EMMI偵測(cè)：EMMI微光顯微鏡是一種效率極高的失效分錯(cuò)析工具，提供高靈敏度非破壞性的故障定位方式，可偵測(cè)和定位非常微弱的發(fā)光（可見光及近紅外光），由此捕捉各種元件缺陷或異常所產(chǎn)生的漏電流可見光。

OBIRCH應(yīng)用（鐳射光束誘發(fā)阻抗值變化測(cè)試）：OBIRCH常用于芯片內(nèi)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(duì)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(qū)等，也能有效的檢測(cè)短路或漏電，是發(fā)光顯微技術(shù)的有力補(bǔ)充。

LG液晶熱點(diǎn)偵測(cè)：利用液晶感測(cè)到IC漏電處分子排列重組，在顯微鏡下呈現(xiàn)出不同于其它區(qū)域的斑狀影像，找尋在實(shí)際分析中困擾設(shè)計(jì)人員的漏電區(qū)域（超過10mA之故障點(diǎn)）。

定點(diǎn)/非定點(diǎn)芯片研磨：移除植于液晶驅(qū)動(dòng)芯片 Pad上的金凸塊， 保持Pad完好無(wú)損，以利后續(xù)分析或rebonding。

X-Ray 無(wú)損偵測(cè)：檢測(cè)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(duì)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。

SAM （SAT）超聲波探傷可對(duì)IC封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行非破壞性檢測(cè)， 有效檢出因水氣或熱能所造成的各種破壞如：o晶元面脫層，o錫球、晶元或填膠中的裂縫，o封裝材料內(nèi)部的氣孔，o各種孔洞如晶元接合面、錫球、填膠等處的孔洞。

編輯：黃飛