可靠性4-2.ppt

微电子器件可靠性 4 失效分析 4 失效分析 本次课主要内容： 一般分析仪器 红外光显微镜 红外热像仪 声学显微镜 液晶热点检测技术 电子显微镜 电子能谱及质谱 补充材料： 各种分析手段比较 失效分析实例 失效分析图片 本次课要点： 1、了解各种分析手段的用途和特点，如果有失效工作需要做，知道该用什么方法去做。 一般分析仪器 1、必要的电测仪器 万用表 示波器 测试仪，信号源 逻辑分析仪等； 用途： 基本电学测量。 红外光显微镜 结构与金相显微镜相同，但用红外做光源（红外光） 许多材料对近红外透明，比如可以透过塑料。不用解剖便可看到内部缺陷。 红外热像仪 利用光学系统对样品进行高速扫描，并将样品表面各点的热辐射会聚到检测器，变成电信号，并有显示器显示（非接触测热） （类似士兵的夜视仪器） 空间分辨率10um,热分辨率0.1C 声学显微镜 扫描激光声学显微镜SLAM（内部所有区域） 扫描声学显微镜SAM（表面下几个微米） C型扫描声学显微镜C-SAM（表面下几个毫米） 下面用超声波，上面用激光扫描，有缺陷的地方吸收声波，振动发生变化。 用途： 管芯粘接情况； 引线键合情况； 多层结构完整性； 空洞、裂缝等。 SLAM 光辐射显微镜 EMMI 微光探测技术，可以定位失效点。 见照片EMMI 液晶热点检测技术LC 液晶在不同温度下，可以由各向异性变为各向同性（临界温度30~90C） 空间分辨率1um，能量分辨率3um，比红外热像仪优 LC动画见文件夹二十几个文件 用途： 漏电通道； 不规则电流分布； 闩锁区； 针孔； 电子显微镜——透射电镜 透射电镜（TEM Transmission Electron Micscope） 电子束会聚后透过样品，再放大后成像。 点分辨率0.5nm，放大倍数50~8x105间连续可调。 景深大，可以得到样品三维细节。 主要用来研究表面微观结构，晶体缺陷相变等。 缺点：样品制作要求高(300nm) 电子显微镜——扫描电镜 扫描电镜（SEM Scanning Electron Microscope） 电子束扫描样品表面，分析入射电子与表面作用后的信号，在荧光屏显示。 放大倍数：5万~10万倍连续可调。 景深大，视野大，图象清晰，立体感强 分辨率2nm~10nm 应用： 二次电子像 背散射电子像 吸收电流像 电子束感生电势像 更多色SEM照片，见文件夹 电子显微镜——电子探针 x射线谱仪 电子束照射到样品上，分析样品上各元素受激发而发射的特征X射线，进行定量或定性分析。 可以与扫描电镜同用 俄歇电子能谱 电子束照射到样品上，分析样品上各元素受激发而产生俄歇电子，进行定量或定性分析。 可带剥蚀枪，进行逐层剥开分析。 能量分辨率：0.3%~1.2% X射线光电子能谱 离子探针 用聚焦的离子束轰击样品，对产生的二次离子按荷质比分离和检测，分析样品组分。 部分微分析法比较 部分微分析法比较 部分微分析法比较 部分微分析法比较 部分微分析法比较 部分微分析法比较 部分微分析法比较 部分微分析法比较 部分微分析法比较 部分微分析法比较 性能比较 性能比较 广州五所分析设备及分析案例 见5个网页及5个PDF文件 本次课完 回顾讲过的内容。 补充材料： 各种分析手段比较 失效分析实例 失效分析图片 广州五所分析设备及分析案例 * * 2、光学显微镜 立体显微镜：几倍~100倍，景深大，普通用途。 金相显微镜：几十~1000倍，景深小;可以做明场 暗场观察； 用途： 器件外观失效部位的形状、分布、尺寸、组织、结构、缺陷、应力等观察。 用途：可以看到 金属化缺陷； 焊接不良； 针孔； CMOS闩锁等。 用途： 芯片与管座沾接不良； 漏电通道（缺陷，杂质，静电）； CMOS闩锁； 局部热点； 芯片裂缝； 测热阻； PN结发光。 利用电子束与不同原子作用时产生的特征X射线，能分析出该点的化学成分。 深度：0.5nm~2.5nm 灵敏度：10-6g *