半導(dǎo)體失效分析是確保半導(dǎo)體器件可靠性和性能的關(guān)鍵技術(shù)，它通過對失效半導(dǎo)體芯片的深入分析，確定其失效的根本原因。失效可能由多種因素引起，包括材料缺陷、設(shè)計(jì)不足、工藝問題、環(huán)境因素或操作失誤。
失效分類
斷裂失效：
應(yīng)力腐蝕：材料在應(yīng)力和腐蝕環(huán)境共同作用下發(fā)生的斷裂。
高溫應(yīng)力斷裂：材料在高溫和應(yīng)力長期作用下發(fā)生的斷裂。
疲勞斷裂：材料在反復(fù)應(yīng)力作用下發(fā)生的斷裂。
非斷裂失效：
磨損失效：由于摩擦導(dǎo)致的材料表面磨損。
腐蝕失效：材料在化學(xué)或電化學(xué)作用下發(fā)生的損壞。
變形失效：材料在外力作用下發(fā)生的不可逆形變。
復(fù)合失效機(jī)理：
多種失效機(jī)理綜合作用，如應(yīng)力腐蝕和疲勞斷裂的共同作用導(dǎo)致的失效。
失效分析的重要性
失效分析不僅有助于工藝的不斷改進(jìn)和優(yōu)化，修復(fù)芯片設(shè)計(jì)中的缺陷，還為故障診斷提供了關(guān)鍵的證據(jù)支持。此外，它為生產(chǎn)測試環(huán)節(jié)提供了重要的補(bǔ)充，確保了產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。
中科檢測的半導(dǎo)體失效分析服務(wù)
中科檢測憑借其專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和CMA資質(zhì)認(rèn)證，為客戶提供全面的半導(dǎo)體失效分析服務(wù)，以下是一些具體的失效現(xiàn)象和分析方法：
失效現(xiàn)象
開路：
EOS(電氣過應(yīng)力)：由于電壓或電流超過器件承受范圍導(dǎo)致的損壞。
ESD(靜電放電)：靜電放電造成的器件損壞。
電遷移：電流導(dǎo)致的金屬遷移，引起線路斷裂。
應(yīng)力遷移：金屬互連線的應(yīng)力引起的斷裂。
腐蝕：化學(xué)腐蝕導(dǎo)致的金屬線路斷裂。
鍵合點(diǎn)脫落：鍵合點(diǎn)因機(jī)械或熱應(yīng)力而脫落。
機(jī)械應(yīng)力：外力導(dǎo)致的器件結(jié)構(gòu)損壞。
熱變應(yīng)力：溫度變化引起的應(yīng)力導(dǎo)致器件損壞。
短路：
PN結(jié)缺陷：PN結(jié)區(qū)域的缺陷導(dǎo)致的短路。
PN結(jié)穿釘：PN結(jié)區(qū)域的穿透性缺陷。
介質(zhì)擊穿：絕緣材料因電應(yīng)力而失效。
金屬遷移：金屬原子遷移導(dǎo)致的短路。
參漂：
氧化層電荷：氧化層中的電荷變化影響器件性能。
表面離子：表面吸附的離子影響器件的電性能。
芯片裂紋：芯片內(nèi)部的裂紋導(dǎo)致性能下降。
熱載流子：熱載流子效應(yīng)導(dǎo)致的器件參數(shù)變化。
輻射損傷：輻射導(dǎo)致的器件性能退化。
功能失效：
EOS、ESD：如實(shí)例一中的浪涌損壞，導(dǎo)致整流橋功能失效。
失效分析方法
目檢：
觀察芯片表面的各種缺陷，如沾污、裂紋、腐蝕等。
電測試：
測試器件的電性能參數(shù)，確認(rèn)其功能是否正常。
X射線照相：
檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如鍵合金絲的完整性、焊點(diǎn)焊接情況等。
超聲掃描：
利用超聲波檢測封裝結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部缺陷。
掃描電鏡及能譜：
分析失效樣品的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分。
密封檢測：
判斷器件的氣密性和漏率。
PIND：
檢測器件內(nèi)是否存在多余的可動(dòng)顆粒。
內(nèi)部氣氛檢測：
測量器件內(nèi)部的水汽、氧氣、二氧化碳等氣氛。
紅外成像：
通過觀察芯片表面的熱點(diǎn)位置，診斷潛在的擊穿或短路問題。
中科檢測的半導(dǎo)體失效分析服務(wù)，不僅能夠幫助客戶找出問題的根源，還能夠提供改進(jìn)建議，從而提高產(chǎn)品的可靠性和市場競爭力。
