Жалпы айтқанда, жартылай өткізгіш құрылғыларды әзірлеуде, өндіруде және пайдалануда аздаған ақауларды болдырмау қиын. Өнім сапасына қойылатын талаптардың үздіксіз жақсаруымен сәтсіздіктерді талдау барған сайын маңызды бола түсуде. Белгілі бір ақаулық чиптерін талдау арқылы ол схема дизайнерлеріне құрылғы дизайнының ақауларын, процесс параметрлерінің сәйкес келмеуін, перифериялық схеманың негізсіз дизайнын немесе ақаудан туындаған дұрыс жұмыс істемеуін табуға көмектеседі. Жартылай өткізгіш құрылғылардың істен шығуын талдау қажеттілігі негізінен келесі аспектілерде көрінеді:
(1) Ақауларды талдау - құрылғы микросхемасының істен шығу механизмін анықтау үшін қажетті құрал;
(2) Ақауларды талдау ақауларды тиімді диагностикалау үшін қажетті негіз мен ақпаратты қамтамасыз етеді;
(3) Сәтсіздіктерді талдау инженерлерге чип дизайнын үздіксіз жақсарту немесе жөндеу және оны дизайн спецификациясына сәйкес неғұрлым орынды ету үшін қажетті кері байланыс ақпаратын қамтамасыз етеді;
(4) Сәтсіздікті талдау өндіріс сынағы үшін қажетті қосымшаны қамтамасыз ете алады және тексеру сынағы процесін оңтайландыру үшін қажетті ақпараттық негізді қамтамасыз ете алады.
Жартылай өткізгішті диодтардың, аудиондардың немесе интегралды схемалардың істен шығуын талдау үшін алдымен электрлік параметрлерді сынау керек, ал оптикалық микроскоптың сыртқы түрін тексергеннен кейін қаптаманы алып тастау керек. Чип функциясының тұтастығын сақтай отырып, талдаудың келесі қадамына дайындалу үшін ішкі және сыртқы өткізгіштерді, байланыстыру нүктелерін және чиптің бетін мүмкіндігінше алыс ұстау керек.
Осы талдауды орындау үшін сканерлеуші электрондық микроскопияны және энергетикалық спектрді пайдалану: микроскопиялық морфологияны бақылау, ақау нүктесін іздеу, ақау нүктесін бақылау және орналасу, құрылғының микроскопиялық геометрия өлшемін және өрескел беттік потенциалды бөлуді дәл өлшеу және цифрлық қақпа тізбегінің логикалық пайымдауын (кернеу контрастты кескін әдісімен); Бұл талдауды орындау үшін энергетикалық спектрометрді немесе спектрометрді пайдаланыңыз: микроскопиялық элемент құрамын талдау, материал құрылымы немесе ластаушы талдау.
01. Жартылай өткізгіш құрылғылардың беттік ақаулары және күйіктері
Жартылайөткізгіш құрылғылардың беткі ақаулары мен күйіп қалуы 1-суретте көрсетілгендей жалпы ақаулық режимдері болып табылады, бұл интегралдық схеманың тазартылған қабатының ақауы.
2-суретте интегралдық схеманың металданған қабатының беттік ақауы көрсетілген.
3-суретте интегралдық схеманың екі металл жолағы арасындағы бұзылу арнасы көрсетілген.
4-суретте микротолқынды пеш құрылғысындағы ауа көпіріндегі металл жолақтың құлауы және қисаю деформациясы көрсетілген.
5-суретте микротолқынды пеш түтігінің торының күйіп қалуы көрсетілген.
6-суретте біріктірілген электрлік металдандырылған сымның механикалық зақымдануы көрсетілген.
7-суретте мезадиод микросхемасының ашылуы мен ақауы көрсетілген.
8-суретте интегралдық схеманың кірісіндегі қорғаныс диодының бұзылуы көрсетілген.
9-суретте интегралды микросхеманың микросхемасының беті механикалық әсерден зақымдалғаны көрсетілген.
10-суретте интегралдық микросхема микросхемасының ішінара күйіп қалуы көрсетілген.
11-суретте диод микросхемасының бұзылып, қатты күйіп кеткені, ал бұзылу нүктелерінің балқу күйіне айналғаны көрсетілген.
12-суретте галлий нитриді микротолқынды пештің қуат түтігінің күйген чипі көрсетілген, ал жану нүктесі балқыған шашырау күйін көрсетеді.
02. Электростатикалық бұзылу
Жартылай өткізгіш құрылғылар өндірістен, ораудан, тасымалдаудан бастап платаға енгізуге, дәнекерлеуге, машинаны құрастыруға және басқа процестерге дейін статикалық электр тогының қаупіне ұшырайды. Бұл процесте жиі қозғалу және сыртқы әлем өндіретін статикалық электр энергиясының оңай әсер етуі салдарынан тасымалдау бұзылады. Сондықтан жоғалтуларды азайту үшін тасымалдау және тасымалдау кезінде электростатикалық қорғанысқа ерекше назар аудару керек.
Бір полярлы MOS түтігі және MOS интегралды схемасы бар жартылай өткізгіш құрылғыларда статикалық электрге, әсіресе MOS түтігіне өте сезімтал, өйткені оның өзіндік кіріс кедергісі өте жоғары, ал қақпа көзі электродының сыйымдылығы өте аз, сондықтан сыртқы электромагниттік өрістің немесе электростатикалық индукцияның әсеріне ұшырау өте оңай, сондықтан оны зарядтау қиын, сондықтан оны зарядтау қиын. статикалық электр тогының жиналуын құрылғының лезде бұзылуына әкелуі оңай. Электростатикалық бұзылудың нысаны негізінен электрлік тапқырлық бұзылу болып табылады, яғни тордың жіңішке оксидті қабаты бұзылып, тор мен көз арасындағы немесе тор мен дренаж арасындағы саңылауларды қысқартып жіберетін шұңқырды құрайды.
Ал MOS түтігінің MOS интегралды схемасының антистатикалық бұзылу қабілеті салыстырмалы түрде біршама жақсырақ, өйткені MOS интегралды схемасының кіріс терминалы қорғаныс диодымен жабдықталған. Үлкен электростатикалық кернеу болғаннан кейін немесе қорғаныс диодтарының көпшілігін жерге қосуға болады, бірақ егер кернеу тым жоғары болса немесе лездік күшейту тогы тым үлкен болса, кейде 8-суретте көрсетілгендей қорғаныс диодтары өздері болады.
13-суретте көрсетілген бірнеше суреттер MOS интегралдық схемасының электростатикалық бұзылу топографиясы болып табылады. Бұзу нүктесі шағын және терең, балқытылған шашыраған күйді көрсетеді.
14-суретте компьютердің қатты дискісінің магниттік басының электростатикалық бұзылуының көрінісі көрсетілген.
Жіберу уақыты: 08 шілде 2023 ж
