一般來(lái)說(shuō)，集成電路在研制、生產(chǎn)和使用過(guò)程中失效不可避免，隨著人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性要求的不斷提高，失效分析工作也顯得越來(lái)越重要，通過(guò)芯片失效分析，可以幫助集成電路設(shè)計(jì)人員找到設(shè)計(jì)上的缺陷、工藝參數(shù)的不匹配或設(shè)計(jì)與操作中的不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。芯片失效分析的常用方法不外乎那幾個(gè)流程，最重要的還是要借助于各種先進(jìn)精確的電子儀器。以下內(nèi)容主要從這兩個(gè)方面闡述，希望對(duì)大家有所幫助。
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一、失效分析流程：
1、外觀(guān)檢查，識(shí)別crack，burnt mark等問(wèn)題，拍照。
2、非破壞性分析：主要用xray查看內(nèi)部結(jié)構(gòu)，csam—查看是否存在delamination
3、進(jìn)行電測(cè)：主要工具，萬(wàn)用表，示波器等
4、進(jìn)行破壞性分析：即機(jī)械decap或化學(xué)decap等
二、常用分析方法：
芯片常用分析手段：
1、X-Ray 無(wú)損偵測(cè)，可用于檢測(cè)
IC封裝中的各種缺陷如層剝離、爆裂、空洞以及打線(xiàn)的完整性
PCB制程中可能存在的缺陷如對(duì)齊不良或橋接
開(kāi)路、短路或不正常連接的缺陷
封裝中的錫球完整性
2、SAT超聲波探傷儀/掃描超聲波顯微鏡
可對(duì)IC封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行非破壞性檢測(cè), 有效檢出因水氣或熱能所造成的各種破壞如﹕
晶元面脫層
錫球、晶元或填膠中的裂縫
封裝材料內(nèi)部的氣孔
各種孔洞如晶元接合面、錫球、填膠等處的孔洞
3、SEM掃描電鏡/EDX能量彌散X光儀
可用于材料結(jié)構(gòu)分析/缺陷觀(guān)察，元素組成常規(guī)微區(qū)分析，精確測(cè)量元器件尺寸
4、三種常用漏電流路徑分析手段：EMMI微光顯微鏡/OBIRCH鐳射光束誘發(fā)阻抗值變化測(cè)試/LC 液晶熱點(diǎn)偵測(cè)
EMMI微光顯微鏡用于偵測(cè)ESD,Latch up, I/O Leakage, junction defect, hot electrons , oxide current leakage等所造成的異常。
OBIRCH常用于芯片內(nèi)部高阻抗及低阻抗分析，線(xiàn)路漏電路徑分析.利用OBIRCH方法，可以有效地對(duì)電路中缺陷定位，如線(xiàn)條中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻區(qū)等；也能有效的檢測(cè)短路或漏電,是發(fā)光顯微技術(shù)的有力補(bǔ)充。
LC可偵測(cè)因ESD,EOS應(yīng)力破壞導(dǎo)致芯片失效的具體位置。
5、Probe Station 探針臺(tái)/Probing Test探針測(cè)試，可用來(lái)直接觀(guān)測(cè)IC內(nèi)部信號(hào)
6、ESD/Latch-up靜電放電/閂鎖效用測(cè)試
7、FIB做電路修改
FIB聚焦離子束可直接對(duì)金屬線(xiàn)做切斷、連接或跳線(xiàn)處理. 相對(duì)于再次流片驗(yàn)證, 先用FIB工具來(lái)驗(yàn)證線(xiàn)路設(shè)計(jì)的修改, 在時(shí)效和成本上具有非常明顯的優(yōu)勢(shì).
芯片失效分析實(shí)驗(yàn)室介紹，能夠依據(jù)國(guó)際、國(guó)內(nèi)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施檢測(cè)工作，開(kāi)展從底層芯片到實(shí)際產(chǎn)品，從物理到邏輯全面的檢測(cè)工作，提供芯片預(yù)處理、側(cè)信道攻擊、光攻擊、侵入式攻擊、環(huán)境、電壓毛刺攻擊、電磁注入、放射線(xiàn)注入、物理安全、邏輯安全、功能、兼容性和多點(diǎn)激光注入等安全檢測(cè)服務(wù)，同時(shí)可開(kāi)展模擬重現(xiàn)智能產(chǎn)品失效的現(xiàn)象，找出失效原因的失效分析檢測(cè)服務(wù)，主要包括點(diǎn)針工作站（Probe Station）、反應(yīng)離子刻蝕（RIE）、微漏電偵測(cè)系統(tǒng)（EMMI）、X-Ray檢測(cè)，缺陷切割觀(guān)察系統(tǒng)（FIB系統(tǒng)）等。
除了常用手段之外還有其他一些失效分析手段，原子力顯微鏡AFM，二次離子質(zhì)譜SIMS，飛行時(shí)間質(zhì)譜TOF－SIMS，透射電鏡TEM，場(chǎng)發(fā)射電鏡，場(chǎng)發(fā)射掃描俄歇探針，X光電子能譜XPS，L-I-V測(cè)試系統(tǒng)，能量損失X光微區(qū)分析系統(tǒng)等很多手段，不過(guò)這些項(xiàng)目不是很常用。
