半导体元器件失效分析流程方法

失效分析是我们半导体工程师常用到的分析方式，样品失效后，通过分析了解原因，提出改进计划。

1.OM 显微镜观测，外观分析

2.C-SAM（超声波扫描显微镜）

（1）材料内部的晶格结构，杂质颗粒，夹杂物，沉淀物，

（2）内部裂纹。（3）分层缺陷。（4）空洞，气泡，空隙等。

3. X－Ray 检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性，PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接，开路、短路或不正常连接的缺陷，封装中的锡球完整性。（这几种是芯片发生失效后首先使用的非破坏性分析手段）

4.SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪（材料结构分析/缺陷观察，元素组成常规微区分析，精确测量元器件尺寸）

5.取die，开封使用激光开封机和自动酸开封机将被检样品(不适用于陶瓷和金属封装)的封装外壳部分去除，使被检样品内部结构暴露。

6. EMMI微光显微镜/OBIRCH镭射光束诱发阻抗值变化测试/LC 液晶热点侦测（这三者属于常用漏电流路径分析手段，寻找发热点，LC要借助探针台，示波器）

7.切割制样:使用切割制样模块将小样品进行固定，以方便后续实验进行

8.去层:使用等离子刻蚀机(RIE)去除芯片内部的钝化层，使被检样品下层金属暴露，如需去除金属层观察下层结构，可利用研磨机进行研磨去层。

9. FIB做一些电路修改，切点观察

10. Probe Station 探针台/Probing Test 探针测试。

11. ESD/Latch-up静电放电/闩锁效用测试（有些客户是在芯片流入客户端之前就进行这两项可靠度测试，有些客户是失效发生后才想到要筛取良片送验）这些已经提到了多数常用手段。

除了常用手段之外还有其他一些失效分析手段，原子力显微镜AFM ，二次离子质谱 SIMS，飞行时间质谱TOF － SIMS ，透射电镜TEM ，场发射电镜，场发射扫描俄歇探针， X 光电子能谱XPS ，L-I-V测试系统，能量损失 X 光微区分析系统等很多手段，不过这些项目不是很常用。失效分析步骤：
1.一般先做外观检查，看看有没有crack，burnt mark 什么的，拍照；
2.非破坏性分析：主要是xray--看内部结构，超声波扫描显微
镜（C-SAM）--看有没delaminaTIon，等等；
3.电测：主要工具，IV，万用表，示波器，sony tek370b；
4.破坏性分析：机械decap，化学 decap 芯片开封机。

查看本帖完整版本: [-- 半导体元器件失效分析流程方法 --] [-- top --]