B'mod ġenerali, huwa diffiċli li tevita ammont żgħir ta' fallimenti fl-iżvilupp, il-produzzjoni u l-użu ta' apparati semikondutturi. Bit-titjib kontinwu tar-rekwiżiti tal-kwalità tal-prodott, l-analiżi tal-fallimenti qed issir dejjem aktar importanti. Billi jiġu analizzati ċipep ta' falliment speċifiċi, dan jista' jgħin lid-disinjaturi taċ-ċirkwiti jsibu d-difetti fid-disinn tal-apparat, in-nuqqas ta' qbil fil-parametri tal-proċess, id-disinn mhux raġonevoli taċ-ċirkwit periferali jew tħaddim ħażin ikkawżat mill-problema. Il-ħtieġa tal-analiżi tal-fallimenti ta' apparati semikondutturi hija prinċipalment manifestata fl-aspetti li ġejjin:
(1) L-analiżi tal-ħsara hija mezz neċessarju biex jiġi ddeterminat il-mekkaniżmu tal-ħsara taċ-ċippa tal-apparat;
(2) L-analiżi tal-ħsara tipprovdi l-bażi u l-informazzjoni meħtieġa għal dijanjosi effettiva tal-ħsarat;
(3) L-analiżi tal-ħsara tipprovdi l-informazzjoni ta' feedback meħtieġa għall-inġiniera tad-disinn biex kontinwament itejbu jew isewwu d-disinn taċ-ċippa u jagħmluh aktar raġonevoli skont l-ispeċifikazzjoni tad-disinn;
(4) L-analiżi tal-ħsara tista' tipprovdi s-suppliment neċessarju għat-test tal-produzzjoni u tipprovdi l-bażi tal-informazzjoni meħtieġa għall-ottimizzazzjoni tal-proċess tat-test tal-verifika.
Għall-analiżi tal-ħsarat tad-dijodi semikondutturi, l-awdjoni jew iċ-ċirkwiti integrati, l-ewwel għandhom jiġu ttestjati l-parametri elettriċi, u wara l-ispezzjoni tad-dehra taħt il-mikroskopju ottiku, l-imballaġġ għandu jitneħħa. Filwaqt li tinżamm l-integrità tal-funzjoni taċ-ċippa, il-wajers interni u esterni, il-punti ta' twaħħil u l-wiċċ taċ-ċippa għandhom jinżammu kemm jista' jkun, sabiex jippreparaw għall-pass li jmiss tal-analiżi.
Bl-użu tal-mikroskopija elettronika tal-iskannjar u l-ispettru tal-enerġija biex tagħmel din l-analiżi: inkluż l-osservazzjoni tal-morfoloġija mikroskopika, it-tiftix tal-punt tal-ħsara, l-osservazzjoni u l-post tal-punt tad-difett, il-kejl preċiż tad-daqs tal-ġeometrija mikroskopika tal-apparat u d-distribuzzjoni tal-potenzjal tal-wiċċ mhux maħdum u l-ġudizzju loġiku taċ-ċirkwit tal-bieb diġitali (bil-metodu tal-immaġni tal-kuntrast tal-vultaġġ); Uża spettrometru tal-enerġija jew spettrometru biex tagħmel din l-analiżi għandha: analiżi tal-kompożizzjoni tal-element mikroskopiku, struttura tal-materjal jew analiżi tat-tniġġis.
01. Difetti u ħruq fil-wiċċ ta' apparati semikondutturi
Id-difetti fil-wiċċ u l-ħruq ta' apparati semikondutturi huma t-tnejn modi komuni ta' ħsara, kif muri fil-Figura 1, li huwa d-difett tas-saff purifikat taċ-ċirkwit integrat.
Il-Figura 2 turi d-difett fil-wiċċ tas-saff metallizzat taċ-ċirkwit integrat.
Il-Figura 3 turi l-kanal tat-tkissir bejn iż-żewġ strixxi tal-metall taċ-ċirkwit integrat.
Il-Figura 4 turi l-kollass tal-istrixxa tal-metall u d-deformazzjoni skew fuq il-pont tal-arja fl-apparat tal-microwave.
Il-Figura 5 turi l-ħruq tal-grilja tat-tubu tal-microwave.
Il-Figura 6 turi l-ħsara mekkanika lill-wajer metallizzat elettriku integrat.
Il-Figura 7 turi l-ftuħ u d-difett taċ-ċippa tad-dijodu mesa.
Il-Figura 8 turi t-tqassim tad-dijodu protettiv fid-dħul taċ-ċirkwit integrat.
Il-Figura 9 turi li l-wiċċ taċ-ċippa taċ-ċirkwit integrat huwa mħassar minn impatt mekkaniku.
Il-Figura 10 turi l-ħruq parzjali taċ-ċippa taċ-ċirkwit integrat.
Il-Figura 11 turi li ċ-ċippa tad-dijodu kienet imkissra u maħruqa serjament, u l-punti tat-tkissir inbidlu fi stat ta' tidwib.
Il-Figura 12 turi ċ-ċippa tat-tubu tal-qawwa tal-microwave tan-nitrid tal-gallju maħruqa, u l-punt maħruq jippreżenta stat ta' sputtering imdewweb.
02. Tkissir elettrostatiku
Apparati semikondutturi mill-manifattura, l-ippakkjar, it-trasport sal-inserzjoni fuq il-bord taċ-ċirkwit, l-iwweldjar, l-assemblaġġ tal-magni u proċessi oħra huma taħt it-theddida tal-elettriku statiku. F'dan il-proċess, it-trasport jiġi mħassar minħabba l-moviment frekwenti u l-espożizzjoni faċli għall-elettriku statiku ġġenerat mid-dinja ta' barra. Għalhekk, għandha tingħata attenzjoni speċjali lill-protezzjoni elettrostatika waqt it-trażmissjoni u t-trasport biex jitnaqqas it-telf.
F'apparati semikondutturi b'tubu MOS unipolari u ċirkwit integrat MOS huwa partikolarment sensittiv għall-elettriku statiku, speċjalment it-tubu MOS, minħabba r-reżistenza tad-dħul tiegħu stess hija għolja ħafna, u l-kapaċitanza tal-elettrodu gate-source hija żgħira ħafna, għalhekk huwa faċli ħafna li jiġi affettwat minn kamp elettromanjetiku estern jew induzzjoni elettrostatika u jiċċarġja, u minħabba l-ġenerazzjoni elettrostatika, huwa diffiċli li l-ċarġ jiġi skarikat fil-ħin. Għalhekk, huwa faċli li tikkawża l-akkumulazzjoni ta' elettriku statiku sal-ħsara istantanja tal-apparat. Il-forma ta' ħsara elettrostatika hija prinċipalment ħsara elettrika inġenjuża, jiġifieri, is-saff irqiq tal-ossidu tal-grilja jinkiser, u jifforma toqba żgħira, li tnaqqas id-distakk bejn il-grilja u s-sors jew bejn il-grilja u d-drejn.
U relattivament għat-tubu MOS, il-kapaċità ta' tkissir antistatiku taċ-ċirkwit integrat MOS hija kemxejn aħjar, minħabba li t-terminal tad-dħul taċ-ċirkwit integrat MOS huwa mgħammar b'dijodu protettiv. Ladarba jkun hemm vultaġġ elettrostatiku kbir jew vultaġġ ta' żieda qawwija, il-biċċa l-kbira tad-dijodi protettivi jistgħu jinxtegħlu għall-art, iżda jekk il-vultaġġ ikun għoli wisq jew il-kurrent ta' amplifikazzjoni istantanja jkun kbir wisq, xi kultant id-dijodi protettivi jaħdmu waħedhom, kif muri fil-Figura 8.
Id-diversi stampi murija fil-figura 13 juru t-topografija tat-tkissir elettrostatiku taċ-ċirkwit integrat MOS. Il-punt tat-tkissir huwa żgħir u fond, u jippreżenta stat ta' sputtering imdewweb.
Il-Figura 14 turi d-dehra ta' tkissir elettrostatiku tar-ras manjetika ta' hard disk tal-kompjuter.
Ħin tal-pubblikazzjoni: 08 ta' Lulju 2023
