У цэлым, цяжка пазбегнуць невялікай колькасці адмоў пры распрацоўцы, вытворчасці і выкарыстанні паўправадніковых прыбораў. З пастаянным паляпшэннем патрабаванняў да якасці прадукцыі аналіз адмоў становіцца ўсё больш важным. Аналізуючы канкрэтныя няспраўныя мікрасхемы, можна дапамагчы распрацоўнікам схем знайсці дэфекты канструкцыі прылады, неадпаведнасць параметраў працэсу, неабгрунтаваную канструкцыю перыферыйных схем або няспраўнасці, выкліканыя праблемай. Неабходнасць аналізу адмоў паўправадніковых прыбораў у асноўным праяўляецца ў наступных аспектах:
(1) Аналіз адмоваў з'яўляецца неабходным сродкам для вызначэння механізму адмовы мікрасхемы прылады;
(2) Аналіз адмоваў забяспечвае неабходную аснову і інфармацыю для эфектыўнай дыягностыкі няспраўнасцей;
(3) Аналіз адмоў забяспечвае інжынерам-канструктарам неабходную зваротную сувязь для пастаяннага ўдасканалення або рамонту канструкцыі мікрасхемы і яе больш рацыянальнага выкарыстання ў адпаведнасці са спецыфікацыяй праекта;
(4) Аналіз адмоў можа даць неабходнае дапаўненне для вытворчых выпрабаванняў і даць неабходную інфармацыйную базу для аптымізацыі працэсу праверкавых выпрабаванняў.
Для аналізу няспраўнасцяў паўправадніковых дыёдаў, аўдыёнаў або інтэгральных схем спачатку неабходна праверыць электрычныя параметры, а пасля агляду знешняга выгляду пад аптычным мікраскопам упакоўку трэба зняць. Захоўваючы цэласнасць функцыянальнасці чыпа, унутраныя і знешнія вывады, кропкі злучэння і паверхню чыпа павінны быць максімальна захаваны, каб падрыхтаваць яго да наступнага этапу аналізу.
Выкарыстанне сканіруючай электроннай мікраскапіі і энергетычнага спектру для правядзення гэтага аналізу: у тым ліку назіранне мікраскапічнай марфалогіі, пошук кропак адмовы, назіранне і месцазнаходжанне кропак дэфектаў, дакладнае вымярэнне памераў мікраскапічнай геаметрыі прылады і размеркавання патэнцыялу шурпатай паверхні, а таксама лагічнае меркаванне лічбавай схемы вентыля (з дапамогай метаду выявы кантрасту напружання); выкарыстанне энергетычнага спектрометра для правядзення гэтага аналізу ўключае: аналіз мікраскапічнага элементнага складу, структуры матэрыялу або аналіз забруджвальных рэчываў.
01. Павярхоўныя дэфекты і апёкі паўправадніковых прыбораў
Павярхоўныя дэфекты і перагаранне паўправадніковых прылад з'яўляюцца распаўсюджанымі відамі паломак, як паказана на малюнку 1, гэта дэфект ачышчанага пласта інтэгральнай схемы.
На малюнку 2 паказаны павярхоўны дэфект металізаванага пласта інтэгральнай схемы.
На малюнку 3 паказаны канал прабоя паміж двума металічнымі палоскамі інтэгральнай схемы.
На малюнку 4 паказаны разбурэнне металічнай палоскі і касая дэфармацыя на паветраным мосце ў мікрахвалевай прыладзе.
На малюнку 5 паказана перагаранне сеткі мікрахвалевай трубкі.
На малюнку 6 паказана механічнае пашкоджанне інтэграванага электрычнага металізаванага провада.
На малюнку 7 паказаны разрыў і дэфект чыпа меза-дыёда.
На малюнку 8 паказаны прабой ахоўнага дыёда на ўваходзе інтэгральнай схемы.
На малюнку 9 відаць, што паверхня мікрасхемы інтэгральнай схемы пашкоджана механічным уздзеяннем.
На малюнку 10 паказана частковае перагаранне мікрасхемы інтэгральнай схемы.
На малюнку 11 паказана, што дыёдны чып быў прабіты і моцна згарэў, а кропкі прабою перайшлі ў стан плаўлення.
На малюнку 12 паказаны згарэлы чып мікрахвалевай лямпы з нітрыду галію, прычым месца згарання мае стан расплаўленага распылення.
02. Электрастатычны прабой
Паўправадніковыя прыборы, пачынаючы ад вытворчасці, упакоўкі і транспарціроўкі, аж да ўстаноўкі на друкаваную плату, зваркі, зборкі машын і іншых працэсаў, знаходзяцца пад пагрозай уздзеяння статычнай электрычнасці. У гэтым працэсе транспарціроўкі яны пашкоджваюцца з-за частых рухаў і лёгкага ўздзеяння статычнай электрычнасці, якая генеруецца знешнім светам. Таму асаблівую ўвагу варта надаць абароне ад статычнай электрычнасці падчас перадачы і транспарціроўкі, каб паменшыць страты.
Паўправадніковыя прылады з уніпалярнымі МОП-транзістарамі і інтэгральнымі МОП-схемамі асабліва адчувальныя да статычнай электрычнасці, асабліва МОП-транзістары. З-за іх уласнага ўваходнага супраціўлення вельмі высокае, а ёмістасць электрода затвор-выток вельмі малая, яны вельмі лёгка падвяргаюцца ўздзеянню знешняга электрамагнітнага поля або электрастатычнай індукцыі і зараджаюцца. З-за генерацыі электрастатыкі цяжка своечасова разрадзіць зарад. Такім чынам, назапашванне статычнай электрычнасці можа лёгка прывесці да імгненнага прабою прылады. Формай электрастатычнага прабоя з'яўляецца ў асноўным электрычны геніяльны прабой, гэта значыць, тонкі аксідны пласт сеткі разбураецца, утвараючы адтуліну, якая замыкае прамежак паміж сеткай і вытокам або паміж сеткай і сцёкам.
А ў параўнанні з МОП-лямпай, антыстатычная прабойная здольнасць інтэграванай МОП-схемы крыху лепшая, бо ўваходны вывад інтэграванай МОП-схемы абсталяваны ахоўным дыёдам. Пры ўзнікненні вялікага электрастатычнага напружання або імпульснага напружання большасць ахоўных дыёдаў могуць быць заземлены, але калі напружанне занадта высокае або імгненны ток узмацнення занадта вялікі, часам ахоўныя дыёды самі перагараюць, як паказана на малюнку 8.
Некалькі малюнкаў, паказаных на малюнку 13, адлюстроўваюць тапаграфію электрастатычнага прабоя інтэгральнай схемы МОП. Кропка прабоя невялікая і глыбокая, што ўяўляе сабой расплаўлены стан распылення.
На малюнку 14 паказаны выгляд электрастатычнага прабоя магнітнай галоўкі жорсткага дыска кампутара.
Час публікацыі: 08 ліпеня 2023 г.
