일반적으로 말해서

일반적으로 반도체 소자의 개발, 생산 및 사용 과정에서 작은 불량을 피하기는 어렵습니다. 제품 품질 요구 사항이 지속적으로 향상됨에 따라 불량 분석의 중요성이 점점 더 커지고 있습니다. 특정 불량 칩을 분석함으로써 회로 설계자는 소자 설계 결함, 공정 변수 불일치, 주변 회로의 부적합한 설계 또는 해당 문제로 인한 오작동을 발견할 수 있습니다. 반도체 소자 불량 분석의 필요성은 주로 다음과 같은 측면에서 드러납니다.

(1) 고장분석은 소자칩의 고장 메커니즘을 규명하는데 필요한 수단이다.

(2) 고장 분석은 효과적인 고장 진단을 위한 필요한 기초와 정보를 제공합니다.

(3) 고장분석은 설계 엔지니어가 칩 설계를 지속적으로 개선하거나 수리하고 설계 사양에 따라 보다 합리적으로 설계할 수 있도록 필요한 피드백 정보를 제공합니다.

(4) 고장분석은 생산시험에 필요한 보완자료를 제공하고 검증시험 프로세스의 최적화를 위한 필요한 정보기반을 제공할 수 있다.

반도체 다이오드, 오디오 또는 집적 회로의 고장 분석을 위해서는 먼저 전기적 매개변수를 테스트하고, 광학 현미경으로 외관 검사를 한 후 포장을 제거해야 합니다. 칩의 기능 무결성을 유지하면서 내부 및 외부 리드, 본딩 지점, 그리고 칩 표면은 다음 단계의 분석을 준비할 수 있도록 최대한 보존해야 합니다.

주사 전자 현미경과 에너지 스펙트럼을 사용하여 이 분석을 수행합니다. 여기에는 미세 형태 관찰, 고장 지점 탐색, 결함 지점 관찰 및 위치, 소자의 미세 기하학적 크기와 거친 표면 전위 분포의 정확한 측정, 디지털 게이트 회로의 논리적 판단(전압 대비 영상 방법 포함)이 포함됩니다. 에너지 분광기 또는 분광계를 사용하여 이 분석을 수행합니다. 미세 원소 구성 분석, 재료 구조 또는 오염 물질 분석.

01. 반도체 소자의 표면 결함 및 화상

그림 1에서 볼 수 있듯이, 반도체 소자의 표면 결함과 소손은 모두 일반적인 고장 모드이며, 이는 집적 회로의 정제된 층에 결함이 있는 경우입니다.