Наогул кажучы, цяжка пазбегнуць невялікіх збояў у распрацоўцы, вытворчасці і выкарыстанні паўправадніковых прыбораў. З пастаянным паляпшэннем патрабаванняў да якасці прадукцыі аналіз няспраўнасцяў становіцца ўсё больш важным. Аналізуючы канкрэтныя няспраўныя мікрасхемы, гэта можа дапамагчы распрацоўнікам схем знайсці дэфекты канструкцыі прылады, неадпаведнасць параметраў працэсу, неабгрунтаваную канструкцыю перыферыйнай схемы або няправільную працу, выкліканую праблемай. Неабходнасць аналізу адмоваў паўправадніковых прыбораў у асноўным выяўляецца 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 няспраўнасцяў;
(3) Аналіз адмоваў забяспечвае неабходную зваротную інфармацыю для інжынераў-канструктараў, каб пастаянна паляпшаць або рамантаваць канструкцыю мікрасхемы і рабіць яе больш разумнай у адпаведнасці са спецыфікацыяй канструкцыі;
(4) Аналіз адмоваў можа даць неабходны дадатак для вытворчых выпрабаванняў і забяспечыць неабходную інфармацыйную аснову для аптымізацыі працэсу праверачных выпрабаванняў.
Для аналізу няспраўнасцяў паўправадніковых дыёдаў, аўдыёнаў або інтэгральных схем спачатку трэба праверыць электрычныя параметры, а пасля праверкі знешняга выгляду пад аптычным мікраскопам зняць упакоўку. Захоўваючы цэласнасць функцый чыпа, унутраныя і знешнія провады, кропкі злучэння і паверхню чыпа павінны быць захаваны як мага далей, каб падрыхтавацца да наступнага этапу аналізу.
Выкарыстанне сканіруючай электроннай мікраскапіі і энергетычнага спектру для правядзення гэтага аналізу: у тым ліку назіранне за мікраскапічнай марфалогіяй, пошук кропак адмовы, назіранне і месцазнаходжанне кропак дэфектаў, дакладнае вымярэнне памеру мікраскапічнай геаметрыі прылады і шурпатага размеркавання патэнцыялу паверхні, а таксама лагічнае меркаванне лічбавага варота схема (з метадам кантраснага малюнка напружання); Выкарыстоўвайце энергетычны спектрометр або спектрометр, каб зрабіць гэты аналіз: мікраскапічны аналіз складу элементаў, структуру матэрыялу або аналіз забруджвальных рэчываў.
01. Дэфекты паверхні і прагарання паўправадніковых прыбораў
Паверхневыя дэфекты і выгаранне паўправадніковых прыбораў з'яўляюцца агульнымі відамі адмовы, як паказана на малюнку 1, які з'яўляецца дэфектам ачышчанага пласта інтэгральнай схемы.
На малюнку 2 паказаны дэфект паверхні металізаванага пласта інтэгральнай схемы.
На малюнку 3 паказаны канал прабоя паміж дзвюма металічнымі палоскамі інтэгральнай схемы.
На малюнку 4 паказаны калапс металічнай паласы і перакос дэфармацыі на паветраным мосце ў мікрахвалевай прыладзе.
Малюнак 5 паказвае выгаранне сеткі мікрахвалевай трубкі.
На малюнку 6 паказана механічнае пашкоджанне ўбудаванага электрычнага металізаванага провада.
На малюнку 7 паказаны адкрыццё і дэфект мікрасхемы 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 выгаранне мікрасхемы інтэгральнай схемы.
На малюнку 11 паказана, што мікрасхема дыёда была зламаная і моцна абгарэла, а кропкі прабоя перайшлі ў стан расплаўлення.
На малюнку 12 паказаны спалены чып мікрахвалевай трубкі з нітрыду галію, а кропка гарэння ўяўляе сабой стан расплаўленага распылення.
02. Электрастатычны прабой
Паўправадніковыя прылады ад вытворчасці, упакоўкі, транспарціроўкі да друкаванай платы для ўстаўкі, зваркі, зборкі машын і іншых працэсаў знаходзяцца пад пагрозай статычнай электрычнасці. У гэтым працэсе транспарт пашкоджваецца з-за частага перамяшчэння і лёгкага ўздзеяння статычнай электрычнасці, якая ствараецца знешнім светам. Такім чынам, асаблівую ўвагу трэба надаваць электрастатычнай абароне падчас перадачы і транспарціроўкі, каб паменшыць страты.
У паўправадніковых прыборах з уніпалярнай трубкай MOS і інтэгральнай схемай MOS асабліва адчувальная да статычнай электрычнасці, асабліва трубка MOS, таму што яе ўласнае ўваходнае супраціўленне вельмі высокае, а ёмістасць электрода засаўкі-вытоку вельмі малая, таму вельмі лёгка быць падвяргаецца ўздзеянню знешняга электрамагнітнага поля або электрастатычнай індукцыі і зараджаецца, і з-за генерацыі электрастатыкі цяжка своечасова разрадзіць зарад. Такім чынам, лёгка выклікаць назапашванне статычнай электрычнасці да імгненнай паломкі прылады. Форма электрастатычнага прабоя ў асноўным з'яўляецца электрычным геніяльным прабоем, гэта значыць тонкі аксідны пласт сеткі разбураецца, утвараючы адтуліну, якая замыкае прамежак паміж сеткай і крыніцай або паміж сеткай і сцёкам.
І ў параўнанні з трубкай MOS інтэгральнай схемы MOS здольнасць да антыстатычнага прабоя адносна крыху лепшая, таму што ўваходная клема інтэгральнай схемы MOS абсталявана ахоўным дыёдам. Як толькі ўзнікае вялікае электрастатычнае напружанне або перанапружанне, большасць ахоўных дыёдаў можна пераключыць на зямлю, але калі напружанне занадта высокае або імгненны ток узмацнення занадта вялікі, часам ахоўныя дыёды будуць самі, як паказана на малюнку 8.
Некалькі малюнкаў, паказаных на малюнку 13, з'яўляюцца тапаграфіяй электрастатычнага прабоя інтэгральнай схемы MOS. Кропка прабоя невялікая і глыбокая, уяўляе сабой расплаўлены стан распылення.
На малюнку 14 паказаны знешні выгляд электрастатычнага прабоя магнітнай галоўкі жорсткага дыска кампутара.
Час публікацыі: 8 ліпеня 2023 г
