集成電路的失效分析方法以及相應技術分析

高乘源

（西安電子科技大學，陜西 西安 710126）

集成電路的失效分析方法以及相應技術分析

高乘源

（西安電子科技大學，陜西 西安 710126）

伴隨著科學技術在我國不斷地發展以及應用，集成電路在我國有了非常廣泛的應用和發展。我國集成電路現在已經向著尺寸更小的方向發展，具有了集成程度非常高的技術。伴隨著集成電路在我國的不斷應用，集成電路應用中的失效分析變得越來越重要。集成電路的芯片上有上千甚至上萬個電氣元件，在失效的集成電路芯片中尋找失效的器件是一件非常困難的工作。本文主要針對我國集成電路的失效問題進行詳細地分析以及闡述，希望通過本文的闡述以及分析能夠有效地提升我國集成電路失效分析的能力，同時也為我國集成電路的進一步發展以及創新貢獻力量。

集成電路；電性分析；失效分析；物理分析；方法；技術

集成電路在我國的失效分析主要就是一種失效問題的判斷模式，通過集成電路的失效分析，找出導致集成電路失效的主要原因，分析并且清楚集成電路失效的主要機理，通過失效分析來采取技術措施有效地規避集成電路類似的失效問題的再次發生。在集成電路的正常運行過程中，失效分析是一項非常重要的工作，通過失效分析的正常開展能夠有效提升集成電路的可靠性以及安全性。對于相關企業來說，進行集成電路的失效分析可以有效地提升企業相關問題的分析以及試驗能力，通過失效分析，企業能夠實行相應的控制和改進，能夠防止集成電路的再次失效，以及減少集成電路的失效種類。在分析集成電路的失效過程中，我們要求采用先進的分析設備，科學的分析技術，專業的分析人員來有針對性地進行分析，這樣才能夠有效地保障集成電路失效分析的準確性以及合理性。

1.簡要敘述我國集成電路在失效分析過程中的主要步驟

現階段在集成電路的失效分析過程中，我們主要有4個步驟來進行失效分析。步驟一：針對失效集成電路開封前的檢查。步驟二：針對失效集成電路開封并且采取鏡檢。步驟三：失效集成電路的電性分析。步驟四：失效集成電路的物理分析。

2.簡要敘述集成電路無損失效的分析技術

集成電路失效分析中的無損分析主要指的是在不損害失效集成電路樣品的基礎上，集成電路芯片封裝不去掉的前提下，對失效的集成電路進行失效分析。集成電路餓無損分析方法主要有3種。第一種方法是集成電路的外觀檢查；第二種方法X射線分析檢查；第三種是掃描聲學分析檢查。集成電路的外觀檢查主要是應用肉眼進行集成電路的觀察，看其外觀是否有明顯的問題；X射線分析檢查主要是應用了X射線技術進行集成電路的X射線檢查照射，通過X射線的照射，集成電路中的相應缺陷會顯現出來，讓X射線在照射過程中出現異常。X射線針對集成電路的失效分析主要是對線路中的引線進行失效損害檢查分析。在檢查的過程中我們要根據電子元件的尺寸大小以及電子元件的不同結構來合理地選擇X射線波長，這樣做的好處就是能夠提升X射線的照射分辨率。掃描聲學應用的檢測儀器主要是顯微鏡，能夠對集成電路內部的相關缺陷進行檢查以及分析，主要的監測原理就是通過超聲波的電路內部發射，能夠有效的在集成電路內部進行反饋，我們可以通過反饋的時間長短來整理相應的波形，通過正常集成電路的波形進行對比來分析出相應的集成電路內部缺陷。集成電路在塑封是出現水汽或者是電路中的元器件在高溫下損壞的檢測方法，通常情況下我們應用掃描聲學檢查分析技術。集成電路的無損失效分析相較于有損失效分析，對于檢測樣品的損壞程度低，樣品的內部信息不易被破壞，因而在現階段的集成電路失效分析過程中，占有了一席之地。

3.簡要敘述集成電路有損失效的分析技術

3.1針對失效集成電路進行封裝開啟

集成電路的封裝開啟主要是對集成電路進行開封操作，這一環節中我們要求盡量不要破壞集成電路內部芯片的完整性以及電路。我們在開封過程中根據相應的失效預測，采用不同的開封方式。現階段使用的方式主要有3種，第一種是集成電路全剝離法；第二種是集成電路局部去除法；第三種是集成電路全自動去除法。

3.2針對失效集成電路進行電性技術分析

3.2.1失效集成電路的缺陷定位分析

集成電路失效分析中的缺陷定位是一項非常復雜并且困難的環節，失效分析只有確定了缺陷的具體位置才能夠有效的分析失效機理，同時判斷失效的具體特性。缺陷定位采用的方法主要有3種。第一種是顯微鏡缺陷定位；第二種是OBIRCH缺陷定位；第三種是液晶熱點缺陷定位，上述3種缺陷定位方式都能夠有效地對集成電路餓失效位置進行確定。

3.2.2失效集成電路的電路技術分析

集成電路失效分析中的電路分析主要的依據就是電路中的芯片版圖以及相應的原理圖，通過上述的圖紙再結合集成電路芯片的具體失效現象，一步步地縮小集成電路芯片失效范圍，最后再通過探針設備的檢測技術來對芯片缺陷定位。

3.2.3失效集成電路的微探針技術檢測

微探針的作用是測量內部器件上的電參數值，如工作點電壓、電流、伏安特性曲線等。微探針檢測技術一般是伴隨電路分析配合使用的，兩者的結合可以較快地搜尋失效器件。

3.3針對失效集成電路進行物理技術分析

失效集成電路的物理技術分析現階段主要有3種方式。第一種是失效集成電路的聚焦離子束物理分析。第二種是失效集成電路的掃描電子專用顯微鏡物理分析。第三種是失效集成電路的VC定位物理分析技術。第四種是透射電子（TEM）顯微鏡物理分析。通過上述4種物理分析技術的應用能夠有效地了解集成電路的失效物理機理，為失效原因的確定提供了幫助。

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