失效分析樣品準備：

失效分析 趙工 半導體元器件失效分析可靠性測試 1月6日

失效分析樣品準備：

失效分析是芯片測試重要環節，無論對于量產樣品還是設計環節亦或是客退品，失效分析可以幫助降低成本，縮短周期。

常見的失效分析方法有Decap，X-RAY，IV，EMMI，FIB，SEM，EDX，Probe，OM，RIE等，因為失效分析設備昂貴，大部分需求單位配不了或配不齊需要的設備，因此借用外力，使用對外開放的資源，來完成自己的分析也是一種很好的選擇。我們選擇去外面測試時需要準備的信息有哪些呢？下面為大家整理一下：

一、decap：寫清樣品尺寸，數量，封裝形式，材質，開封要求（若在pcb板上，Z好提前拆下，pcb板子面較大有突起，會影響對芯片的保護）后續試驗。

1.IC開封（正面/背面） QFP， QFN， SOT，TO， DIP，BGA，COB等

2.樣品減薄（陶瓷，金屬除外）

3.激光打標

4.芯片開封（正面/背面）

5.IC蝕刻，塑封體去除

二、X-RAY：寫清樣品尺寸，數量，材質（密度大的可以看到，密度小的直接穿透），ZD觀察區域，精度。

1.觀測DIP、SOP、QFP、QFN、BGA、Flipchip等不同封裝的半導體、電阻、電容等電子元器件以及小型PCB印刷電路板

2.觀測器件內部芯片大小、數量、疊die、綁線情況

3.觀測芯片crack、點膠不均、斷線、搭線、內部氣泡等封裝

缺陷，以及焊錫球冷焊、虛焊等焊接缺陷

三、IV：寫清管腳數量，封裝形式，加電方式，電壓電流限制范圍。實驗人員需要提前確認搭建適合的分析環境，若樣品不適合就不用白跑一趟了。

1.Open/Short Test

2.I/V Curve Analysis

3.Idd Measuring

4.Powered Leakage（漏電）Test

四、EMMI：寫清樣品加電方式，電壓電流，是否是裸die，是否已經開封，特殊要求等，EMMI是加電測試，可以連接各種源表，確認加電要求，若實驗室沒有適合的源表，可以自帶，避免做無用功。

1.P-N接面漏電；P-N接面崩潰

2.飽和區晶體管的熱電子

3.氧化層漏電流產生的光子激發

4.Latch up、Gate Oxide Defect、Junction Leakage、

Hot Carriers Effect、ESD等問題

五、FIB：寫清樣品尺寸，材質，導電性是否良好，若尺寸較大需要事先裁剪。一般樣品臺1-3cm左右，太大的樣品放不進去，也影像定位，導電性好的樣品分析較快，導電性不好的，需要輔助措施才能較好的分析。切點觀察的，標清切點要求。切線連線寫清方案，發定位文件。

1.芯片電路修改和布局驗證

2.Cross-Section截面分析

3.Probing Pad

4.定點切割

六、SEM：寫清樣品尺寸，材質，導電性是否良好，若尺寸較大需要事先裁剪。一般樣品臺1-3cm左右，太大的樣品放不進去，也影像定位，導電性好的樣品分析較快，導電性不好的，需要輔助措施才能較好的分析。

1.材料表面形貌分析，微區形貌觀察

2.材料形狀、大小、表面、斷面、粒徑分布分析

3.薄膜樣品表面形貌觀察、薄膜粗糙度及膜厚分析

4.納米尺寸量測及標示

七、EDX：寫清樣品尺寸，材質，EDX是定性分析，能看到樣品的材質和大概比例，適合金屬元素分析。

1.微區成分定性分析

八、Probe：寫清樣品測試環境要求，需要搭配什么源表，使用什么探針，一般有硬針和軟針，軟針較細，不易對樣品造成二次損傷。

1.微小連接點信號引出

2.失效分析失效確認

3.FIB電路修改后電學特性確認

4.晶圓可靠性驗證

九、OM：寫清樣品情況，對放大倍率要求。OM屬于表面觀察，看不到內部情況。

1.樣品外觀、形貌檢測

2.制備樣片的金相顯微分析

3.各種缺陷的查找

4.晶體管點焊、檢查

十、RIE：寫清樣品材質，需要看到的區域。

1.用于對使用氟基化學的材料進行各向同性和各向異性蝕刻，其中包括碳、環氧樹脂、石墨、銦、鉬、氮氧化物、光阻劑、聚酰亞胺、石英、硅、氧化物、氮化物、鉭、氮化鉭、氮化鈦、鎢鈦以及鎢

2.器件表面圖形的刻蝕