Paprastai tariant, sunku išvengti nedidelio gedimo kuriant, gaminant ir naudojant puslaidininkinius įtaisus. Nuolat tobulinant gaminių kokybės reikalavimus, gedimų analizė tampa vis svarbesnė. Analizuodamas konkrečius gedimo lustus, jis gali padėti grandinių projektuotojams rasti įrenginio konstrukcijos defektus, proceso parametrų neatitikimą, nepagrįstą periferinės grandinės dizainą arba netinkamą veikimą, kurį sukėlė problema. Puslaidininkinių įtaisų gedimų analizės būtinybė iš esmės pasireiškia šiais aspektais:
(1) Gedimų analizė yra būtina priemonė įrenginio lusto gedimo mechanizmui nustatyti;
(2) gedimų analizė suteikia būtiną pagrindą ir informaciją veiksmingai gedimų diagnostikai;
(3) Gedimų analizė suteikia reikiamą grįžtamąją informaciją projektavimo inžinieriams, kad galėtų nuolat tobulinti arba taisyti lusto dizainą ir padaryti jį pagrįstesnį pagal projekto specifikaciją;
(4) Gedimų analizė gali būti būtinas gamybos bandymo papildymas ir būtinos informacijos pagrindas patikros bandymo procesui optimizuoti.
Puslaidininkinių diodų, audiofonų ar integrinių grandynų gedimų analizei pirmiausia reikia patikrinti elektrinius parametrus, o po išvaizdos patikrinimo optiniu mikroskopu nuimti pakuotę. Išlaikant lusto funkcijos vientisumą, vidiniai ir išoriniai laidai, sujungimo taškai ir lusto paviršius turi būti kuo toliau, kad būtų galima pasiruošti kitam analizės žingsniui.
Skenuojančios elektroninės mikroskopijos ir energijos spektro naudojimas šiai analizei atlikti: įskaitant mikroskopinės morfologijos stebėjimą, gedimo taškų paiešką, defektų taškų stebėjimą ir vietą, tikslų prietaiso mikroskopinės geometrijos dydžio ir grubaus paviršiaus potencialo pasiskirstymo matavimą bei loginį skaitmeninių vartų sprendimą. grandinė (su įtampos kontrastinio vaizdo metodu); Šiai analizei naudokite energijos spektrometrą arba spektrometrą: mikroskopinę elementų sudėties analizę, medžiagos struktūros ar teršalų analizę.
01. Puslaidininkinių įtaisų paviršiaus defektai ir nudegimai
Paviršiaus defektai ir puslaidininkinių įtaisų perdegimas yra dažni gedimo būdai, kaip parodyta 1 paveiksle, kuris yra išvalyto integrinio grandyno sluoksnio defektas.
2 paveiksle parodytas integrinio grandyno metalizuoto sluoksnio paviršiaus defektas.
3 paveiksle parodytas gedimo kanalas tarp dviejų integrinio grandyno metalinių juostų.
4 paveiksle pavaizduota metalinės juostos griūtis ir deformacija ant oro tiltelio mikrobangų įrenginyje.
5 paveiksle parodytas mikrobangų vamzdžio tinklelio išdegimas.
6 paveiksle pavaizduoti mechaniniai integruoto elektrinio metalizuoto laido pažeidimai.
7 paveiksle parodytas mesa diodo lusto atidarymas ir defektas.
8 paveiksle parodytas apsauginio diodo gedimas integrinio grandyno įėjime.
9 paveiksle matyti, kad integrinio grandyno lusto paviršius yra pažeistas mechaninio poveikio.
10 paveiksle parodytas dalinis integrinio grandyno lusto perdegimas.
11 paveiksle parodyta, kad diodo lustas buvo sugedęs ir smarkiai apdegęs, o gedimo taškai pavirto į lydymosi būseną.
12 paveiksle parodyta, kad sudegė galio nitrido mikrobangų galios vamzdžio lustas, o degimo taškas rodo išlydytą purškimo būseną.
02. Elektrostatinis gedimas
Puslaidininkiniams įtaisams nuo gamybos, pakavimo, transportavimo iki plokštės įdėjimo, suvirinimo, mašinos surinkimo ir kitų procesų kyla statinės elektros grėsmė. Šiame procese transportavimas pažeidžiamas dėl dažno judėjimo ir lengvo išorinio pasaulio generuojamos statinės elektros poveikio. Todėl ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas elektrostatinei apsaugai perdavimo ir transportavimo metu, siekiant sumažinti nuostolius.
Puslaidininkiniuose įrenginiuose su vienpoliu MOS vamzdžiu ir MOS integriniu grandynu yra ypač jautrus statinei elektrai, ypač MOS vamzdis, nes savo įėjimo varža yra labai didelė, o vartų šaltinio elektrodo talpa yra labai maža, todėl labai lengva būti veikiamas išorinio elektromagnetinio lauko arba elektrostatinės indukcijos ir įkraunamas, o dėl elektrostatinės generacijos sunku laiku iškrauti įkrovą, todėl lengva sukelti statinės elektros kaupimąsi, kai prietaisas sugenda. Elektrostatinio gedimo forma daugiausia yra elektrinis genialus gedimas, tai yra, plonas tinklelio oksido sluoksnis yra suardomas ir susidaro skylė, kuri sutrumpina tarpą tarp tinklo ir šaltinio arba tarp tinklo ir kanalizacijos.
Ir, palyginti su MOS vamzdžiu, MOS integrinio grandyno antistatinis gedimas yra palyginti šiek tiek geresnis, nes MOS integrinio grandyno įvesties gnybtas yra aprūpintas apsauginiu diodu. Kai yra didelė elektrostatinė įtampa arba viršįtampis į daugumą apsauginių diodų gali būti perjungtas į žemę, tačiau jei įtampa per didelė arba momentinė stiprinimo srovė per didelė, kartais apsauginiai diodai įsijungs patys, kaip parodyta paveikslėlyje. 8.
Keletas paveikslėlių, parodytų 13 paveiksle, yra MOS integrinio grandyno elektrostatinio gedimo topografija. Skilimo taškas yra mažas ir gilus, todėl susidaro išlydyta purškimo būsena.
14 paveiksle parodytas kompiuterio standžiojo disko magnetinės galvutės elektrostatinis gedimas.
Paskelbimo laikas: 2023-08-08
