半導體失效分析是確保半導體器件可靠性和性能的關(guān)鍵技術(shù)，它通過對失效半導體芯片的深入分析，確定其失效的根本原因。失效可能由多種因素引起，包括材料缺陷、設(shè)計不足、工藝問題、環(huán)境因素或操作失誤。
失效分類
斷裂失效：
應力腐蝕：材料在應力和腐蝕環(huán)境共同作用下發(fā)生的斷裂。
高溫應力斷裂：材料在高溫和應力長期作用下發(fā)生的斷裂。
疲勞斷裂：材料在反復應力作用下發(fā)生的斷裂。
非斷裂失效：
磨損失效：由于摩擦導致的材料表面磨損。
腐蝕失效：材料在化學或電化學作用下發(fā)生的損壞。
變形失效：材料在外力作用下發(fā)生的不可逆形變。
復合失效機理：
多種失效機理綜合作用，如應力腐蝕和疲勞斷裂的共同作用導致的失效。
失效分析的重要性
失效分析不僅有助于工藝的不斷改進和優(yōu)化，修復芯片設(shè)計中的缺陷，還為故障診斷提供了關(guān)鍵的證據(jù)支持。此外，它為生產(chǎn)測試環(huán)節(jié)提供了重要的補充，確保了產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。
中科檢測的半導體失效分析服務(wù)
中科檢測憑借其專業(yè)的技術(shù)團隊和CMA資質(zhì)認證，為客戶提供全面的半導體失效分析服務(wù)，以下是一些具體的失效現(xiàn)象和分析方法：
失效現(xiàn)象
開路：
EOS(電氣過應力)：由于電壓或電流超過器件承受范圍導致的損壞。
ESD(靜電放電)：靜電放電造成的器件損壞。
電遷移：電流導致的金屬遷移，引起線路斷裂。
應力遷移：金屬互連線的應力引起的斷裂。
腐蝕：化學腐蝕導致的金屬線路斷裂。
鍵合點脫落：鍵合點因機械或熱應力而脫落。
機械應力：外力導致的器件結(jié)構(gòu)損壞。
熱變應力：溫度變化引起的應力導致器件損壞。
短路：
PN結(jié)缺陷：PN結(jié)區(qū)域的缺陷導致的短路。
PN結(jié)穿釘：PN結(jié)區(qū)域的穿透性缺陷。
介質(zhì)擊穿：絕緣材料因電應力而失效。
金屬遷移：金屬原子遷移導致的短路。
參漂：
氧化層電荷：氧化層中的電荷變化影響器件性能。
表面離子：表面吸附的離子影響器件的電性能。
芯片裂紋：芯片內(nèi)部的裂紋導致性能下降。
熱載流子：熱載流子效應導致的器件參數(shù)變化。
輻射損傷：輻射導致的器件性能退化。
功能失效：
EOS、ESD：如實例一中的浪涌損壞，導致整流橋功能失效。
失效分析方法
目檢：
觀察芯片表面的各種缺陷，如沾污、裂紋、腐蝕等。
電測試：
測試器件的電性能參數(shù)，確認其功能是否正常。
X射線照相：
檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如鍵合金絲的完整性、焊點焊接情況等。
超聲掃描：
利用超聲波檢測封裝結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部缺陷。
掃描電鏡及能譜：
分析失效樣品的微觀結(jié)構(gòu)和化學成分。
密封檢測：
判斷器件的氣密性和漏率。
PIND：
檢測器件內(nèi)是否存在多余的可動顆粒。
內(nèi)部氣氛檢測：
測量器件內(nèi)部的水汽、氧氣、二氧化碳等氣氛。
紅外成像：
通過觀察芯片表面的熱點位置，診斷潛在的擊穿或短路問題。
中科檢測的半導體失效分析服務(wù)，不僅能夠幫助客戶找出問題的根源，還能夠提供改進建議，從而提高產(chǎn)品的可靠性和市場競爭力。
