Ümumiyyətlə, yarımkeçirici cihazların inkişafı, istehsalı və istifadəsində kiçik bir uğursuzluqdan qaçınmaq çətindir. Məhsulun keyfiyyətinə olan tələblərin davamlı olaraq təkmilləşdirilməsi ilə uğursuzluqların təhlili getdikcə daha çox əhəmiyyət kəsb edir. Xüsusi nasazlıq çiplərini təhlil edərək, sxem dizaynerlərinə cihazın dizaynındakı qüsurları, proses parametrlərinin uyğunsuzluğunu, periferik dövrənin əsassız dizaynını və ya problemin səbəb olduğu səhv əməliyyatı tapmaqda kömək edə bilər. Yarımkeçirici cihazların nasazlığının təhlilinin zəruriliyi əsasən aşağıdakı aspektlərdə özünü göstərir:
(1) Arızanın təhlili cihaz çipinin nasazlıq mexanizmini müəyyən etmək üçün zəruri bir vasitədir;
(2) Uğursuzluğun təhlili nasazlığın effektiv diaqnostikası üçün lazımi əsas və məlumatı təmin edir;
(3) Uğursuzluq təhlili dizayn mühəndisləri üçün çip dizaynını davamlı olaraq təkmilləşdirmək və ya təmir etmək və dizayn spesifikasiyasına uyğun olaraq daha ağlabatan etmək üçün lazımi rəy məlumatını təmin edir;
(4) Uğursuzluq təhlili istehsal testi üçün lazımi əlavəni təmin edə və yoxlama testi prosesinin optimallaşdırılması üçün lazımi məlumat bazasını təmin edə bilər.
Yarımkeçirici diodların, audionların və ya inteqral sxemlərin nasazlığının təhlili üçün əvvəlcə elektrik parametrləri yoxlanılmalı və optik mikroskop altında görünüşü yoxlanıldıqdan sonra qablaşdırma çıxarılmalıdır. Çip funksiyasının bütövlüyünü qoruyarkən, analizin növbəti mərhələsinə hazırlaşmaq üçün daxili və xarici aparıcılar, birləşmə nöqtələri və çipin səthi mümkün qədər uzaqda saxlanılmalıdır.
Bu analizi etmək üçün skan edən elektron mikroskopiya və enerji spektrindən istifadə: mikroskopik morfologiyanın müşahidəsi, nasazlıq nöqtəsinin axtarışı, qüsur nöqtəsinin müşahidəsi və yeri, cihazın mikroskopik həndəsə ölçüsünün və kobud səth potensialının paylanmasının dəqiq ölçülməsi və rəqəmsal qapının məntiqi mühakiməsi. dövrə (gərginlikli kontrastlı təsvir üsulu ilə); Bu analizi etmək üçün enerji spektrometrindən və ya spektrometrdən istifadə edin: mikroskopik element tərkibi təhlili, material strukturu və ya çirkləndirici analiz.
01. Yarımkeçirici cihazların səthi qüsurları və yanıqları
Səth qüsurları və yarımkeçirici cihazların yanması Şəkil 1-də göstərildiyi kimi, inteqral sxemin təmizlənmiş təbəqəsinin qüsuru olan ümumi uğursuzluq rejimləridir.
Şəkil 2 inteqral sxemin metallaşdırılmış təbəqəsinin səth qüsurunu göstərir.
Şəkil 3 inteqral sxemin iki metal zolağı arasında parçalanma kanalını göstərir.
Şəkil 4-də mikrodalğalı cihazdakı hava körpüsündə metal zolağın çökməsi və əyilmə deformasiyası göstərilir.
Şəkil 5 mikrodalğalı soba borusunun yanmasını göstərir.
Şəkil 6 inteqrasiya edilmiş elektrik metalize telin mexaniki zədələnməsini göstərir.
Şəkil 7 mesa diod çipinin açılmasını və qüsurunu göstərir.
Şəkil 8 inteqral sxemin girişində qoruyucu diodun parçalanmasını göstərir.
Şəkil 9 inteqral sxem çipinin səthinin mexaniki təsir nəticəsində zədələndiyini göstərir.
Şəkil 10 inteqrasiya edilmiş sxem çipinin qismən tükənməsini göstərir.
Şəkil 11, diod çipinin parçalandığını və ciddi şəkildə yandığını və parçalanma nöqtələrinin ərimə vəziyyətinə çevrildiyini göstərir.
Şəkil 12-də yandırılmış qallium nitridi mikrodalğalı elektrik borusu çipi, yanma nöqtəsi isə ərimiş püskürmə vəziyyətini göstərir.
02. Elektrostatik qəza
Yarımkeçirici qurğular istehsaldan, qablaşdırmadan, daşınmadan elektron lövhəyə daxil edilməsinə, qaynaqlanmasına, maşınların yığılmasına və digər proseslərə qədər statik elektrik təhlükəsi altındadır. Bu prosesdə tez-tez hərəkət və xarici dünyanın yaratdığı statik elektrikə asanlıqla məruz qalması səbəbindən nəqliyyat zədələnir. Buna görə də itkiləri azaltmaq üçün ötürülmə və daşınma zamanı elektrostatik qorunmaya xüsusi diqqət yetirilməlidir.
Birqütblü MOS borusu və MOS inteqral sxemi olan yarımkeçirici cihazlarda statik elektrikə, xüsusən də MOS borusuna xüsusilə həssasdır, çünki öz giriş müqaviməti çox yüksəkdir və qapı mənbəyi elektrod tutumu çox kiçikdir, buna görə də onu saxlamaq çox asandır. xarici elektromaqnit sahəsindən və ya elektrostatik induksiyadan təsirlənir və yüklənir və elektrostatik istehsal səbəbindən yükü vaxtında boşaltmaq çətindir, Buna görə də cihazın ani parçalanmasına statik elektrikin yığılmasına səbəb olmaq asandır. Elektrostatik parçalanmanın forması əsasən elektrik zəkasının pozulmasıdır, yəni şəbəkənin nazik oksid təbəqəsi parçalanır, tor ilə mənbə və ya şəbəkə ilə drenaj arasındakı boşluğu qısaldan bir sancaq dəliyi əmələ gətirir.
MOS borusu MOS inteqral sxeminə nisbətən antistatik parçalanma qabiliyyəti nisbətən bir qədər yaxşıdır, çünki MOS inteqral sxeminin giriş terminalı qoruyucu diodla təchiz edilmişdir. Qoruyucu diodların əksəriyyətində böyük bir elektrostatik gərginlik və ya dalğalanma gərginliyi olduqda, yerə dəyişdirilə bilər, lakin gərginlik çox yüksəkdirsə və ya ani gücləndirmə cərəyanı çox böyükdürsə, bəzən Şəkildə göstərildiyi kimi qoruyucu diodlar özləri olur. 8.
Şəkil 13-də göstərilən bir neçə şəkil MOS inteqral sxeminin elektrostatik parçalanma topoqrafiyasıdır. Parçalanma nöqtəsi kiçik və dərindir, ərimiş püskürmə vəziyyətini təqdim edir.
Şəkil 14 kompüterin sabit diskinin maqnit başlığının elektrostatik parçalanmasının görünüşünü göstərir.
Göndərmə vaxtı: 08 iyul 2023-cü il
