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1、一、元器件概述1、元器件的定义与分类定义：欧洲空间局ESA标准中的定义：完成某一电子、电气和机电功能，并由一个或几个部分构成而且一般不能被分解或不会破坏的某个装置。GJB4027-2000军用电子元器件破坏性物理分析方法中的定义：在电子线路或电子设备中执行电气、电子、电磁、机电或光电功能的基本单元，该基本单元可由个或多个零件组成，通常不破坏是不能将其分解的。分类：两大类元件：在工厂生产加工时不改变分子成分的成品，本身不产生电子，对电压、电流无控制和变换作用。器件：在工厂生产加工时改变了分子结构的成品，本身能产生电子，对电压电流的控制、变换(放大、开关、整流、检波、振荡和调制等)，也称电子器件。
2、分类(来源：2007年版的军用电子元器件合格产品目录)电阻器与电位器电容器电感器和则器IH电气元件卜-电线、电境光纤光境r元件-1.T机电元件卜一I电子器件卜饵断笈微特电机半导体分立器件集成电路光电子叁件真空电子器件声表面波器件塞尔器件开关I电连接器二极管AA体件场效应好UMff数字集成电路模拟集成电路数模混合集成电路发光一模着光电二极%1.EDftRff光耦合器激光器光电倍增臂荧光显示器液晶显示器等离子显示器碳调行&控速波像ft管ff竹电阻最可靠的元件之一失效模式：开路、机械损伤、接点损坏、短路、绝缘击穿、焊接点老化造成的电阻值漂移量超过容差-e9Br三(b)玻璃釉电阻器(C)贴片电阻器电位
3、器失效模式：接触不良、滑动噪声大、开路等二极管（八）开关二极管(b)玻璃封装稳压二极管(C)贴片开关二极管集成电路失效模式：漏电或短路，击穿特性劣变，正向压降劣变，开路可高阻失效机理：电迁移，热载流子效应，与时间相关的介质击穿(TDDB),表面氧化层缺陷,绝缘层缺陷，外延层缺陷声表面波器件（八）声表面波滤波器(b)声表面波振荡器MEMS压力传感器（b）传感器MEMS器件的主要失效机理：（1）粘附-两个光滑表面相接触时，在力作用下粘附在一起的现象；（2）蠕变-机械应力作用下原子缓慢运动的现象；变形、空洞；（3）微粒污染-阻碍器件的机械运动；（4）磨损-一尺寸超差，碎片卡入；（5）疲劳断裂-疲劳裂
4、纹扩展失效。真空电子器件（VaCUUmeIeCtroniCdeViCe）指借助电子在真空或者气体中与电磁场发生相互作用，将一种形式电磁能量转换为另一种形式电磁能量的器件。具有真空密封管壳和若干电极，管内抽成真空，残余气体压力为10-410-8帕。有些在抽出管内气体后，再充入所需成分和压强的气体。广泛用于广播、通信、电视、雷达、导航、自动控制、电子对抗、计算机终端显示、医学诊断治疗等领域。真空电子器件按其功能分为：实现直流电能和电磁振荡能量之间转换的静电控制电子管；将直流能量转换成频率为300兆赫3000吉赫电磁振荡能量的微波电子管；利用聚焦电子束实现光、电信号的记录、存储、转换和显示的电子束管
5、；利用光电子发射现象实现光电转换的光电管；产生X射线的X射线管；管内充有气体并产生气体放电的充气管；以真空和气体中粒子受激辐射为工作机理，将电磁波加以放大的真空量子电子器件等。自20世纪60年代以后，很多真空电子器件己逐步为固态电子器件所取代，但在高频率、大功率领域，真空电子器件仍然具有相当生命力，而电子束管和光电管仍将广泛应用并有所发展。1真空电子器件里面就包含真空断路器，真空断路器具有很多优点，所以在变电站上应用很多。真空断路器已被快易优收录，由于采用了特殊的真空元件，随着近年来制造水平的提高，灭弧室部分的故障明显降低。真空灭弧室无需检修处理，当其损坏时，只能采取更换。真空断路器运行中发生
6、的故障以操作机构部分所占比重较大，其次为一次导电部分，触头导电杆等。第二章元器件制造工艺与缺陷1、芯片加工中的缺陷与成品率预测芯片制造缺陷的分类：全局缺陷：光刻对准误差、工艺参数随机起伏、线宽变化等；在成熟、可控性良好的工艺线上，可减少到极少，甚至几乎可以消除。局域缺陷：氧化物针孔等点缺陷，不可完全消除，损失的成品率更高。点缺陷：冗余物、丢失物、氧化物针孔、结泄漏来源：灰尘微粒、硅片与设备的接触、化学试剂中的杂质颗粒。2、混合集成电路的失效混合集成电路工艺：IC工艺：氧化、扩散、镀膜、光刻等厚膜工艺：基板加工、制版、丝网印刷、烧结、激光调阻、分离元器件组装等薄膜工艺：基板加工、制版、薄膜制备、
7、光刻、电镀等失效原因：元器件失效：31%互连失效：23%,引线键合失效、芯片粘结不良等沾污失效：21%关于混合集成电路：按制作工艺，可将集成电路分为：（1）半导体集成电路（基片：半导体）即：单片集成电路（固体电路）工艺：半导体工艺（扩散、氧化、外延等）（2）膜集成电路（基片：玻璃、陶瓷等绝缘体）工艺：薄膜集成电路一一真空蒸镀、溅射、化学气相沉积技术厚膜集成电路一一浆料喷涂在基片上、经烧结而成（丝网印刷技术）3、混合集成电路（HybridIntegratedCirCUit）特点：充分利用半导体集成电路和膜集成电路各自的优点，达到优势互补的目的；工艺：用膜工艺制作无源元件，用半导体Ie或晶体管制作
8、有源器件。三种集成电路的比较：混合IC膜IC半导体IC成本低批量时成本下降在批量时下降可靠性好可靠性好可靠性最好自由度大自由度较大自由度受限制设计周期短设计周期较短设计周期长1-1M1-10M101101k110F1.2F50pFIOmH100H不能实现无源元件精度：10%有源器件精度：1020%无源元件精度：+5%有源器件精度：1020%无源元件精度：N2030%差有源器件精度：2030%差集成度较低集成度较高集成度最高超高频、大（极低）功率、高压大电流、元件类型多的电路含无源元件多、阻值范围宽、精度高、跟踪温度系数好的模拟电路有源器件多，数字电路，脉冲电路，标准化模拟电路第三章微电子封装技
9、术与失效1、微电子封装的分级：零级封装：通过互连技术将芯片焊区与各级封装的焊区连接起来；一级封装（器件级封装）：将一个或多个IC芯片用适宜的材料封装起来，并使芯片的焊区与封装的外引脚用引线键合（WB）、载带自动焊（TAB）和倒装焊（FC）连接起来，使之成为有功能的器件或组件，包括单芯片组件SCM和多芯片组件MCM两大类二级封装（板极封装）：将一级微电子封装产品和无源元件一同安装到印制板或其他基板上，成为部件或整机。三级封装（系统级封装）：将二极封装产品通过选层、互连插座或柔性电路板与母板连接起来，形成三维立体封装，构成完整的整机系统（立体组装技术）2、微电子的失效机理（1）热/机械失效热疲劳热
10、疲劳失效主要是由于电源的闭合和断开引起热应力循环，造成互连焊点变形，最终产生裂纹失效分析例子一一连接器的过机械应力疲劳损伤样品：SMA连接器（阴极）现象：外部插头（阳极）与该SMA接头连接不紧，装机前插拔力检验合格失效模式：接触不良半圆弧夹片明显偏离插孔周边绝缘介质有较深的插痕偏离的半圆夹片根部有裂纹半圆片裂纹断面蠕变一-材料在长时间恒温、恒压下，即使应力没有达到屈服强度，也会慢慢产生塑性变形的现象蠕变导致焊点断裂脆性断裂当应力超过某一值时，陶瓷、玻璃和硅等脆性材料易发生脆性断裂。断裂一般发生在有初始裂纹和刻痕的地方，当原有裂纹扩展到器件的有源区时，器件将失效。塑性变形当应力超过材料的弹性限度
11、或屈服点时，将发生塑性变形（永久）：金属：电阻升高或开裂陶瓷等脆性材料：开裂MEMS系统：影响精度甚至不能正常工作封装界面层分层-粘连在一起的不同层之间出现剥离或分离的现象原因：表面缺陷表面存在水汽和挥发物材料不均或表面粗糙等塑封件因热膨胀系数不同，温度变化大时会出现；塑封件因吸收过多潮气，在受热例如焊接过程中出现分层(爆米花现象)；BGA封装中，模塑料与基体界的界面及粘胶处易发生水汽爆裂。应力迁移(StreSSMigratiOII)引子：铜互连替代铝互连，虽然铜的电阻率较低，抗电迁移和应力迁移能力强，但应力迁移诱生空洞，导致电阻增大甚至完全断裂出现条件：应力梯度一绝缘介质与铜之间的热失配所致
12、位置：通孔和金属连线边缘等应力集中区域影响因素：应力、应力梯度、互连结构、工作温度、金属介质界面粘附性、互连材料的微观结构图3-19铜导线上的应力迁移空洞铜盲线上加扇迁移空洞(2)电致失效电迁移(EIeCtrOniCMigratiOn)强电流经过金属线时，金属离子等会在电流及其他因素相互作用下移动并在线内形成孔隙或裂纹的现象原因：电场作用下金属离子扩散所致，不同材料机制不同：焊点：晶格扩散铝互连线：晶界扩散铜互连线：表面扩散驱动力：电子与离子动量交换和外电场产生的综合力、非平衡态离子浓度产生的扩散力、机械应力、热应力影响因素：几何因素：长度、线宽、转角、台阶、接触孔等材料性质：铜最好、铝较差、
13、铝铜合金介于其中(3)金属迁移失效模式：金属互连线电阻值增大或开路失效机理：电子风效应产生条件：电流密度大于10E5Acm2高温纠正措施：高温淀积，增加铝颗粒直径，掺铜，降低工作温度，减少阶梯,铜互连、平面化工艺互连线和焊点的电迁移(4)闩锁效应(1.atCh-UP)-寄生PNPN效应由于MOS管存在寄生晶体管效应(CMOS管下面会构成多个晶体管,它们自身可能构成一个电路)，若电路偶然出现使该寄生晶体管开通的条件，则寄生电路会极大影响正常电路的动作，使原MOS电路承受大于正常状态很大的电流，可使电路迅速烧毁。闩锁状态下器件在电源与地之间形成短路，造成大电流、过电应力和器件损坏通信接口集成电路的
14、闩锁失效(5)热载流子效应(HOtCalTierInjeCtiOn栅极电压Vg小于漏极电压Vd时，栅极绝缘膜下的沟道被夹断，漏极附近电场增高；源极流经此区的电子成为热电子，碰撞增多一漏极雪崩热载流子；注入栅极二氧化硅膜中，使其产生陷阱和界面能级，阈值电压增加，氧化层电荷增加或波动不稳，器件性能退化。(6)与时间相关的介质击穿(TimeD叩endentDieleCtriCBreakdrOn)击穿模型：IE(空穴击穿)，E(热化学击穿)IE模型：电子穿越氧化膜产生电子陷阱和空穴陷阱+电子空穴对空穴隧穿回氧化层,形成电流空穴易被陷阱俘获在氧化层中产生电场缺陷处局部电流不断增加，形成正反馈陷阱互相重叠
15、并连成一个导电通道时，氧化层被击穿。E模型：热动力学过程，处于热应力和外加电场下的偶极子相互作用破坏了Si-O键而产生击穿。三Aejge”3、电化学失效金属迁移-从键合焊盘处开始的金属枝晶生长，是一金属离子从阳极区向阴极区迁移的电解过程。现象：桥连区的泄漏电流增加，甚至短路迁移离子：Ag,Pb,Sn,Au,Cu预防银迁移的方法：使用银合金；在布线布局设计时，避免细间距相邻导体间的电流电位差过高；设置表面保护层；清洗助焊剂残留物。腐蚀出现条件：封装内存在潮气和离子沾污物本质：电化学反应混合集成电路的电化学腐蚀金属间化合物优点：提高结合力缺点：过量的金属间化合物会使局部脆化Ifl-24Sn-Alt
16、-CU焊点金，间化合物半导体器件失效分析方法汇总无论是集成电路、光电器件还是半导体激光器等半导体器件，是现代科技的重要组成部分。但面对半导体器件失效的情况，如何找出其失效原因并进行相应的修复，因为分析的某些步骤是破坏性的，不能重现，所以失效分析必须有计划有步骤地进行。本文将会对常见的半导体失效分析方法进行汇总和简介。1.点血测量法通过对器件进行电压、电流、功率、抗干扰、门电压等各项参数测量，可初步分析器件的失效情况。例如，对于一些晶体管的失效问题，我们可以应用电可靠性测试系统，进行器件特性对比和测试，找出失效元件进而进行修复。但是，仅通过电学测量，不足以彻底揭示器件失效的原因，需要结合其他物理
17、分析方法进行分析。2 .光学显微镜检测采用光学显微镜对器件进行观察和检测，可通过肉眼观察器件表面的显微结构和断面情况，或者通过显微摄影对器件进行图像的定量分析。此外，还可以利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜，从更微观的角度观察器件材料的微观结构和断面情况，找出器件的失效原因。例如，研究人员可以利用光学显微镜进行热失效和机械失效的分析，甚至能够进行晶片内部的有源器件结构和膜层的观察，得出失效原因。3 .热分析法热失效是半导体器件失效的一种重要形式。可通过热分析仪器，如微热量计、差热分析仪和热失配仪等检测仪器，对器件进行热性能测试和分析。例如，对于一些功率半导体器件的失效问题，我们可以利用热分析法
18、进行失效模拟和测试，找出失效元件进而进行修复。注意，热分析时需要保持稳定温度，控制测试环境,以保证测试结果的准确性。4 .放电（击穿）测试法放电（击穿）测试是半导体器件失效分析中的一种常用方法。通过对器件中的二极管、电容器、电阻、管子、变压器等等进行放电（击穿）测试，找出其中的失效元件。例如，对于一些电源系统失效问题，我们可以采用放电测试找到其中的故障元件，并进行更换。5 .化学解封后内部视检通过化学解封装后光学显微镜检查显示OK样品与NG样品形貌是否一致，是否有其他异常特征。适用于塑料封装的非银线类产品，去除塑封方便快捷，并且芯片表面干净。开封前1 .对失效器件本身（线路、结构、版图、工艺、
19、性能、材料等）应作全面了解。2 .失效情况的调查失效器件类型、外壳、封装类型、生产厂、生产日期和批号；使用单位，使用器件的设备名称、台号、失效部位，累计运行时间，器件在设备中的功能；失效时的环境（调试、运行、高温、振动、冲击、验收成现场使用），失效时间，失效现象（开路、短路、无功能、参数变化、判别标准等），失效判断人。3 .复测电特性，验证失效情况。所得结果是否与所报告的失效情况相符；不符时要考虑是否器件特性改变；是时好时坏的问题，还是原来数据有误；4 .初步电测试。又分功能测试和非功能测试，前者对全部电参数进行测试，后者为脚与脚之间的测试。并与同类正常器件比较由差别估计失效的部位与原因。5
20、.外观镜检。目检或在至少放大30倍的显微镜下进行。内容包括外引线、电镀层、锡焊等，有无机械损伤，腐蚀，标记完整性如何等。对任何异常情况，应进行拍照记录。6 .对管壳进行密封性检查，是否存在漏气。7 .必要时进行X射线照相，以检查器件结构是否正常，有无多余物存在，也可进行管壳内水汽含量分析，判别失效是否与水汽有关。8 .失效模式的分类与统计。开封后内部镜检用立体显微镜或高倍显微镜检查芯片，确认内部材料、设计、结构、工艺上是否有误用、缺陷、或异常情况，是否有烧毁、腐蚀迹象，键合丝的形状、尺寸、位置是否正确，芯片有无裂纹、外来异物，颜色是否正常，铝条是否有电迁移、发黑、长毛、出现象紫斑等现象。特别要
21、观察失效部位的形状、尺寸、大小、颜色、结构等。必要时要进行拍照记录。电学测试与开封前测试结果加以比较，是否有改变，管壳内是否有水汽的影响。进一步可将表面氧化层、铝条去掉，用机械探针扎在有关节点上进行静态（动态）测试、判断被隔离部分是否性能正常，分析失效原因。上述几种方法只是半导体失效分析中的常见方法，不同的失效情况使用的方法也各有不同。总之，在进行失效分析时，结合多种方法进行综合分析，才能够准确找出失效原因并进行修复，提高半导体器件的使用寿命和可靠性。失效模式失效模式就是失效的外在表现形式。按持续性分类：致命性失效、间歇失效、缓慢退化。按失效时间分：早期失效、随机失效、磨损失效。按电测结果分：
22、开路、短路或漏电、参数漂移、功能失效。按失效原因分：电应力（EoS）和静电放电（ESD）导致的失效、制造工艺不良导致的失效。失效分析一直伴随着整个芯片产业链，复杂的产业链中任意一环出现问题都会带来芯片的失效问题。芯片从工艺到应用都会面临各种失效风险，笔者平时也会参与到失效分析中，这一期就对失效分析进行系统的讲解，笔者能力有限，且失效分析复杂繁琐，只能尽力的总结一些知识体系，肯定会有很多不足与缺漏。一.失效的定义：造成失效的原因不一而足，失效的表现也纷扰复杂，在进行失效分析之前需要确定什么是失效？1.性能异常：这种情况比较常见，芯片的功能正常，但是某些性能未达标。面对这种情况更多的是从设计端入手
23、，结合测试数据与设计指标去定位原因，无论是版图还是电路设计问题，亦或是其他原因，失效分析时都要需要很精细的去排查问题。2.功能异常：芯片某些功能失常，甚至芯片无法启动。而发生这种情况的原因大致有三种：2.1 电路设计：芯片完全满足电路设计要求，但是问题出在电路设计上，电路有缺陷从而导致功能异常。这种情况下很多失效分析手段都无能为力，因为问题出在设计端，所有的芯片都面临同一问题，无法提供参照指标，没有基线也就无法判定“好”与“坏工只能通过FIB对各个模块进行切割/连接，利用Nano-Probe对各个模块进行电学性能测量，从而慢慢推断出问题，过程会伴随着巨大的工作量。2.2 芯片可靠性设计：芯片本
24、身的电路设计没有问题，但是芯片在物理可靠性设计上有所欠缺，从而造成芯片存在可靠性缺陷。芯片在面对EOSESD、EMk应力、温度等外界刺激时发生了损伤，从而造成了功能失常。可靠性的强弱也直接决定了芯片量产后的良率。2.3 工艺：这种情况在先进工艺上比较明显，Fab的工艺出现问题从而导致芯片失效。现在很多先进制程下的芯片最后的良率只能达到50%60%很大因素是因为工艺上的问题（笔者的分析主要是针对已经固化的成熟工艺）。电路功能失效的显著特征就是普遍性，同一批都会出现相同的问题，无一幸免。而大多数因物理可靠性造成的失效都具备一定随机性，要么失效程度不一，要么需要一定的触发条件。因为物理可靠性的缺陷而
25、造成某一性能发生异常的可能性也有，所以失效分析还是要基于实际情况，具体问题具体分析。（笔者也见过很严重的物理可靠性缺陷而导致同批芯片全部失效）二 .失效层次：半导体器件的失效可以根据失效发生的阶段划分为三个层次：芯片（裸片）层次：芯片层次的失效是目前出现概率最高的阶段，因为现在芯片工艺与设计的复杂性，工艺偏差，设计不到位等多方面因素，都会造成芯片在制造、运输等过程中发生失效。封装层次：封装过程中键合失效，打线过重，粘连失效，空洞过多等因素都会造成封装层次上的失效，随着现在封装技术愈发先进，封装过程中出现失效的风险也在上升。应用层次：下游客户在芯片应用端造成的失效。诸如PCB板设计不合理、超出极
26、限的应用场景等，这种情况就不表了。三 .失效分析流程：记录失效表现，将芯片失效的“症状记录下来，诸如短路、开路、漏电、性能异常、功能异常、时好时坏等。很多失效原因其表现出的“症状”是相似的，例如漏电，物理损坏能造成漏电，隔离不到位也能造成漏电，1.atCh-UP问题也会造成漏电。定位失效层次，在交付后的应用端发生失效，还是封装后失效，亦或是裸片自身就有问题Q三种不同层次对应不同的失效分析思路。失效触发条件，正常功能测试中出现失效；高低温测试出现失效；ATE出现失效；ESD失效，封装造成失效。（如果测试工程师能严格遵守静电防护要求进行测试和设计测试板，芯片在测试过程中面临ESD/EOS的风险很低
27、）统计失效概率，是随机性的出现单颗失效还是按一定比例出现多个失效，亦或是全部芯片都出现失效。复现失效条件，要对失效问题进行复现或追查，确认芯片失效原因，从而帮助推测失效原因。确定失效类型，对失效类型做出推断，从而确定失效分析的方向。如果无法通过失效结果推断出失效类型，那么只能根据后续的测试结果进行推断。规划实验计划，对失效原因有大致推断后就需要进行实验去寻找数据支撑，如果推断比较清晰的话实验就比较好去定位。总结改善措施，得出失效原因的结论后就需要制定相对应的改善措施，并记录在册。每一次的失效结论都是拿钱砸出来的经验教训，也是产品公司必须要经历的过程。I颊徉品保存佚效情jmII环境尊证1_,.-
28、CQRCH柳售出卷I.-J-Ei,fre,e114l图一.失效分析流程示意图。四 .失效分析手段目前国内已经有很多专业的团队在做失效分析和测试，他们不仅具备专业的仪器设备，还会有专业人员对失效分析进行技术支持。但是笔者认为IC设计公司还是得具备一定的失效分析能力，因为整个芯片各个模块的设计与电路指标都是设计公司确立的，版图/后端也是设计公司做的，设计公司对整个芯片更加清楚。第三方公司能辅助定位失效点和提供技术支持，但是其对芯片的熟悉程度远不如设计公司，设计公司应该主导失效分析。这里对几种常见的失效分析手段进行简介：4.1. 非破坏性分析：4.1.1. OM(OpticaMicroscope)：
29、利用高倍数显微镜对芯片或者封装表面进行视觉检测。如图二所示为OM结果，其中暗场技术能观察到表面划痕与污染，Nomarski技术能观察到裂缝与刻蚀坑。erhtMhctwm图二.OM观测结果。4.1.2. SAT/SAM(ScanningAcousticrIbmographyZScanningAcousticMicroscopy)：SAT/SAM利用超声波在不同介质中的反射系数，得出封装内部的结构图。该技术能用于检查样品中的空隙、裂纹和分层。而SAM的精度与分辨率是强于SAT的。图三.SATSAM观测结果。4.1.3. X-Ray/ComputedTomography(CT)X-Ray：利用X光和
30、CT对芯片进行拍照从而得出内部结构图。如果需要得到更详细的内部结构，可以将样品进行360。拍照，然后利用图像处理技术构建出芯片的3D结构图。图四.3DX-Ray结果。4.1.4. Deapsulation:大部分封装所造成失效都能通过上述手段检测出来，但是如果需要对芯片进行检测就得去封装(开盖)。目前DeCaPSUIatiOn的手段有两种：4.1.5. 利用硫酸和硝酸去腐蚀开盖。4.1.6. 利用激光将封装熔解。图五.Dec叩SUlatiOn结果示意图。4.2. EFA(ElectricalFailtureAnalysis)：4.2.1. ElectricalTesting:利用探针台+半导体
31、分析仪+电学测试设备，利用探针对芯片内部进行采样和施加激励，直接对电路模块进行电学特性分析。这是最普遍的电学失效分析手段，不过探针的扎针落点有很多限制，有时得配合FlB和金属去层才能对指定的模块进行电学性能测量。图六.电学特性分析。4.2.2. PhotoEmissionMicroscope(EMMIInGaAsOBlRCH)其中关于EMMl之前已经介绍过，传统EMMI的探头为CCD,而InGaAS是EMMl的一种探头，两者的接收波段有区别，且InGaAS更加快速与灵敏。EMMI:4001100nmInGaAs:9001700nmThermal:37005200nm图七.EMMI、InGaAs
32、、Thermal波段范围。OBIRCH是利用红外激光照射局部位置引起热梯度造成局部电阻变化,从而观察到电流变化。阻抗异常其电流变化会与其它地方不同，从而定位失效点。EMMIInGaAsOBlRCH是三种应用非常广泛的FA手段，其结果不如SEM,X-Ray等技术直观，且依赖偏置条件，但是能快速定位失效点，其应用场景远比SEM等广泛，是主流的失效分析手段之一。日后笔者会总结EMMl的分析心得,进行EMMI前最好先对失效点及失效原因有个推断，然后给予适当的偏置条件。4.3. PFA(PhysicalFailureAnalysis)物理失效分析就需要对芯片进行一些物理处理，其中最主要的处理方式一个是纵
33、刨，一个是金属去层。纵刨的样品制备包括清洗、安装然后将样品放入聚酯或环氧树脂中。图八.纵刨SEM图像。去层工艺使用化学溶液/气体蚀刻和机械抛光来缓慢、精确地去除芯片上的每一层金属。图九.金属去层示意图。4.3.1. FIB(FocusIonBeam):FIB是IC设计公司最常用的失效分析手段之一,这里就不赘述了。浅谈失效分析一FIB聚焦离子束加工技术简介4.3.2. SEM(ScanningElectronMicroscope)：SEM也是常用手段之一，因为其放大倍数很大，所以利用其他手段确认失效点后便可利用SEM进行直观观察，从而确认失效原因。SEM可以对表面进行观察，也可配合纵刨技术对截面
34、进行观察。4.3.3. SCM(ScanninCapacitanceMicroscope)：扫描电容显微镜，这种显微镜主要是利用探针对半导体器件施加信号，然后测量C-V曲线，从而确定半导体器件的掺杂类型。而类似AFM、TEM、EDXXPS、XRD等微观物相测量手段，一般是Fab进行更深层次的失效分析时才会用到，DesignHouse一般不需要介入如此深的物相表征。因为失效分析比较特例化，很难总结出一套通用的细则，且能产生芯片失效的可能性不胜枚举。笔者认为失效分析更需要经验的积累，只有见多识广后才能总结出失效的规律与普遍特征，笔者还有很长的路要走，也希望大家多多交流，毕竟一个人的见识总归是有限的。
