Üldiselt võib öelda, et pooljuhtseadmete arendamisel, tootmisel ja kasutamisel on väikest ebaõnnestumist raske vältida. Toote kvaliteedinõuete pideva täiustamisega muutub rikete analüüs üha olulisemaks. Analüüsides konkreetseid rikkekiipe, võib see aidata vooluringide disaineritel leida seadme konstruktsiooni defekte, protsessi parameetrite mittevastavust, välisseadmete ebamõistlikku konstruktsiooni või probleemist tingitud väärkasutust. Pooljuhtseadmete rikkeanalüüsi vajadus avaldub peamiselt järgmistes aspektides:
(1) rikkeanalüüs on vajalik vahend seadme kiibi rikkemehhanismi kindlakstegemiseks;
(2) rikkeanalüüs annab vajaliku aluse ja teabe tõhusaks rikete diagnoosimiseks;
(3) rikkeanalüüs annab projekteerimisinseneridele vajalikku tagasisideteavet kiibi disaini pidevaks täiustamiseks või parandamiseks ning selle mõistlikumaks muutmiseks vastavalt konstruktsiooni spetsifikatsioonile;
(4) Rikkeanalüüs võib anda vajalikku täiendust tootmiskatsetele ja anda vajaliku teabebaasi taatluskatse protsessi optimeerimiseks.
Pooljuhtdioodide, audioonide või integraallülituste rikete analüüsiks tuleks esmalt testida elektrilisi parameetreid ja pärast optilise mikroskoobi all teostatud välimuse kontrollimist eemaldada pakend. Säilitades kiibi funktsiooni terviklikkuse, tuleks sisemised ja välised juhtmed, ühenduspunktid ja kiibi pind hoida võimalikult kaugel, et valmistuda järgmiseks analüüsietapiks.
Skaneeriva elektronmikroskoopia ja energiaspektri kasutamine selle analüüsi tegemiseks: sealhulgas mikroskoopilise morfoloogia jälgimine, tõrkepunktide otsimine, defektipunktide vaatlus ja asukoht, seadme mikroskoopilise geomeetria suuruse ja töötlemata pinnapotentsiaali jaotuse täpne mõõtmine ning digitaalse värava loogiline hinnang ahel (pingekontrastpildi meetodiga); Kasutage selle analüüsi tegemiseks energiaspektromeetrit või spektromeetrit, millel on: mikroskoopiline elementide koostise analüüs, materjali struktuuri või saasteainete analüüs.
01. Pooljuhtseadiste pinnadefektid ja põletused
Pindefektid ja pooljuhtseadmete läbipõlemine on mõlemad tavalised rikkerežiimid, nagu on näidatud joonisel 1, mis on integraallülituse puhastatud kihi defekt.
Joonisel 2 on kujutatud integraallülituse metalliseeritud kihi pinnadefekt.
Joonisel 3 on kujutatud integraallülituse kahe metallriba vaheline läbilöögikanal.
Joonisel 4 on näidatud metallriba kokkuvarisemine ja kalddeformatsioon mikrolaineseadme õhusillal.
Joonis 5 näitab mikrolainetoru ruudustiku läbipõlemist.
Joonisel 6 on näidatud integreeritud elektrilise metalliseeritud juhtme mehaanilised kahjustused.
Joonisel 7 on näidatud mesa dioodi kiibi avanemine ja defekt.
Joonisel 8 on kujutatud kaitsedioodi rike integraallülituse sisendis.
Joonisel 9 on näha, et integraallülituse kiibi pind on mehaanilise löögi tõttu kahjustatud.
Joonis 10 näitab integraallülituse kiibi osalist läbipõlemist.
Joonisel 11 on näidatud, et dioodikiip purunes ja põles tõsiselt ning purunemispunktid muutusid sulamisolekusse.
Joonisel 12 on kujutatud galliumnitriidi mikrolaine toitetoru kiibi põlemist ja põlemispunkt kujutab sulas pihustusolekut.
02. Elektrostaatiline rike
Pooljuhtseadised alates tootmisest, pakkimisest, transportimisest kuni trükkplaadile paigaldamiseks, keevitamiseks, masina kokkupanekuks ja muudeks protsessideks on staatilise elektri ohus. Selles protsessis kahjustatakse transporti sagedase liikumise ja välismaailma tekitatava staatilise elektri kerge kokkupuute tõttu. Seetõttu tuleks kadude vähendamiseks pöörata erilist tähelepanu elektrostaatilisele kaitsele ülekande ja transportimise ajal.
Unipolaarse MOS-toru ja MOS-integraallülitusega pooljuhtseadmetes on staatilise elektri suhtes eriti tundlik, eriti MOS-toru, kuna oma sisendtakistus on väga kõrge ja paisuallika elektroodi mahtuvus on väga väike, nii et seda on väga lihtne mida mõjutab väline elektromagnetväli või elektrostaatiline induktsioon ja laetud ning elektrostaatilise tekke tõttu on laengut raske õigeaegselt tühjendada, mistõttu on lihtne põhjustada staatilise elektri kogunemist seadme hetkelise rikke tõttu. Elektrostaatilise rikke vorm on peamiselt elektriline geniaalne rike, see tähendab, et võrgu õhuke oksiidikiht laguneb, moodustades nööpaugu, mis lühistab vahe võrgu ja allika või võrgu ja äravoolu vahel.
Ja võrreldes MOS-toruga on MOS-integraallülituse antistaatiline purunemisvõime suhteliselt veidi parem, kuna MOS-integraallülituse sisendklemm on varustatud kaitsedioodiga. Suure elektrostaatilise pinge või liigpinge korral saab enamikus kaitsedioodides maandada, kuid kui pinge on liiga kõrge või hetkeline võimendusvool liiga suur, lülituvad kaitsedioodid mõnikord ise, nagu on näidatud joonisel. 8.
Mitmed joonisel 13 näidatud pildid on MOS-i integraallülituse elektrostaatilise rikke topograafia. Jaotuspunkt on väike ja sügav, mis kujutab endast sula pihustusolekut.
Joonisel 14 on kujutatud arvuti kõvaketta magnetpea elektrostaatilise rikke ilmnemist.
Postitusaeg: juuli-08-2023
