半導(dǎo)體器件失效分析基礎(chǔ)-在線瀏覽
2025-02-15 12:34本頁(yè)面
【正文】 型失效分析照片講解，加深學(xué)員對(duì)該課程的理解和提高學(xué)員對(duì)失效分析的興趣。因此對(duì)半導(dǎo)體器件的可靠性進(jìn)行研究具有非常重要的意義。 ? 可靠性研究更重要的是為了提高可靠性，所以失效分析和失效物理成為可靠性研究的重點(diǎn)。 失效分析的產(chǎn)生和發(fā)展（續(xù)） 傳統(tǒng)的可靠性評(píng)價(jià)工作遇到的困難 ： ? （ 1）在試驗(yàn)時(shí)間、試驗(yàn)樣品、人力、物力方面遇到了難以克服的困難。 失效分析的產(chǎn)生和發(fā)展（續(xù)） ? （ 3）當(dāng)代電子設(shè)備和系統(tǒng)日益復(fù)雜化，對(duì)器件提出了高可靠的要求。 ? 失效分析和失效物理研究 就是為了達(dá)到這一目的而迅速發(fā)展起來(lái)的 。可靠性突破的三個(gè)因素是： （ 1）導(dǎo)彈、衛(wèi)星、飛船、飛機(jī)對(duì)可靠性提出很高要求。 （ 3）研究出了高純的材料和先進(jìn)的工藝、制造設(shè)備等。 失效分析的目的和意義（續(xù)） ? 失效分析和失效物理研究立足于微觀世界，它把半導(dǎo)體器件不單純看成是具有某種功能的 “ 黑匣子 ” ，而是從物理、化學(xué)的微觀結(jié)構(gòu)上對(duì)它進(jìn)行仔細(xì)觀察和分析研究，從本質(zhì)上探究半導(dǎo)體器件的不可靠因素。從源頭上堵住質(zhì)量問(wèn)題，將隱患消滅在萌牙狀態(tài)。 失效分析的目的和意義（續(xù)） ? （ 2）對(duì)研發(fā)中失效的元器件開(kāi)展分析，幫助研發(fā)人員破解器件 “ 黑匣子 ” ，把分析結(jié)果反饋給研發(fā)人員，協(xié)助研發(fā)人員解決系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段存在的問(wèn)題，將質(zhì)量隱患消滅在產(chǎn)品研發(fā)階段。 ? （ 4）對(duì)市場(chǎng)上失效的元器件進(jìn)行分析總結(jié)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的共性問(wèn)題、重點(diǎn)問(wèn)題問(wèn)題組織專題攻關(guān)或反饋相關(guān)部門進(jìn)行攻關(guān)。 失效分析的目的和意義（續(xù)） 失效價(jià)格失效價(jià)格 （美元）期間用途購(gòu)進(jìn)器件 期間 設(shè)備安裝 期間 系統(tǒng)調(diào)試 期間 現(xiàn)場(chǎng)使用 期間 民用 2 5 5 50 工業(yè)應(yīng)用 4 25 45 215 軍事應(yīng)用 7 50 120 1,000 航天應(yīng)用 15 75 300 2 106 失效分析有很好的經(jīng)濟(jì)效益 失效分析的基本內(nèi)容 ? 失效情況調(diào)查； ? 失效模式鑒別； ? 失效特征描述； ? 假設(shè)失效機(jī)理； ? 證實(shí)失效機(jī)理； ? 提出糾正措施和新失效因素。 用戶、設(shè)備名稱，臺(tái)號(hào)、失效部位、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。 失效現(xiàn)象：無(wú)功能、參數(shù)變壞、開(kāi)路、短路等。 ? 用立體顯微鏡檢查外觀：機(jī)械損傷、腐蝕、標(biāo)記完整性等。 失效分析的基本內(nèi)容（續(xù)） ? 三、失效特征描述 ? 利用高倍顯微鏡和掃描電子顯微鏡等設(shè)備觀察失效部位的形狀、大小、位置、顏色、機(jī)械和物理結(jié)構(gòu)、物理特性等，科學(xué)地表征和闡明與上述失效模式有關(guān)的各種失效現(xiàn)象。如有可能，更應(yīng)以分子、原子學(xué)觀點(diǎn)加以闡明或解釋。有時(shí)需要用良品進(jìn)行類似的破壞性試驗(yàn)，觀察是否產(chǎn)生相似的失效現(xiàn)象。 失效分析的基本內(nèi)容（續(xù)） ? 六、提出糾正措施 ? 根據(jù)失效分析結(jié)果，提出防止產(chǎn)生失效的設(shè)想和建議。 失效分析的基本內(nèi)容（續(xù)） ? 七、新失效因素的考慮 經(jīng)過(guò)失效分析和產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)，器件原有的問(wèn)題得到解決，但一些新的失效因素又將產(chǎn)生，對(duì)這些新因素要重新分析研究，并采取新的措施加以控制和消除。 失效分析的基本內(nèi)容（續(xù)） ? 失效分析是一門邊緣科學(xué)，它跨越多種科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域并把各自獨(dú)立的技術(shù)綜合在一起，它也可以說(shuō)是一門綜合性科學(xué)。只有這樣才能準(zhǔn)確地找出失效的真正根源。它可以分為： 漏電、開(kāi)路、燒毀、光刻缺陷、擴(kuò)散缺陷、鋁條腐蝕、 鋁缺口、鋁劃傷、 內(nèi)壓焊點(diǎn)抬起、外壓焊點(diǎn)抬起、鍵合絲斷裂、芯片脫落、靜電放電損傷、閂鎖燒毀、電過(guò)應(yīng)力損傷、鈍化層開(kāi)裂、 MOS管柵穿、多余物、漏氣、白道擊穿、引腿斷裂、外引腿腐蝕、封裝標(biāo)志不清、電參數(shù)超標(biāo)。根據(jù)失效模式模型的區(qū)別或變化過(guò)程就可以判斷可靠性的現(xiàn)狀以及變化過(guò)程，并能準(zhǔn)確地找出主要問(wèn)題和提出有效改進(jìn)措施。即引起器件失效的物理或化學(xué)過(guò)程。 ? 體內(nèi)劣化機(jī)理：二次擊穿、 CMOS閂鎖效應(yīng)、中子輻射損傷、重金屬沾污和材料缺陷引起的結(jié)特性退化、瞬間功率過(guò)載等。 ? 金屬化系統(tǒng)劣化機(jī)理：金鋁合金、鋁電遷移、鋁應(yīng)力遷移、鋁腐蝕、臺(tái)階斷鋁、電過(guò)應(yīng)力燒毀等。
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