ზოგადად, ნახევარგამტარული მოწყობილობების შემუშავების, წარმოებისა და გამოყენებისას მცირე რაოდენობის ჩავარდნის თავიდან აცილება რთულია. პროდუქტის ხარისხის მოთხოვნების უწყვეტი გაუმჯობესების კვალდაკვალ, ჩავარდნის ანალიზი სულ უფრო და უფრო მნიშვნელოვანი ხდება. კონკრეტული ჩავარდნის ჩიპების ანალიზით, მას შეუძლია დაეხმაროს სქემების დიზაინერებს მოწყობილობის დიზაინის დეფექტების, პროცესის პარამეტრების შეუსაბამობის, პერიფერიული წრედის არაგონივრული დიზაინის ან პრობლემით გამოწვეული არასწორი მუშაობის პოვნაში. ნახევარგამტარული მოწყობილობების ჩავარდნის ანალიზის აუცილებლობა ძირითადად შემდეგ ასპექტებში ვლინდება:
(1) გაუმართაობის ანალიზი მოწყობილობის ჩიპის გაუმართაობის მექანიზმის დასადგენად აუცილებელი საშუალებაა;
(2) გაუმართაობის ანალიზი უზრუნველყოფს აუცილებელ საფუძველს და ინფორმაციას გაუმართაობის ეფექტური დიაგნოსტიკისთვის;
(3) გაუმართაობის ანალიზი უზრუნველყოფს საჭირო უკუკავშირის ინფორმაციას დიზაინის ინჟინრებისთვის, რათა მათ მუდმივად გააუმჯობესონ ან შეაკეთონ ჩიპის დიზაინი და გახადონ ის უფრო გონივრული დიზაინის სპეციფიკაციის შესაბამისად;
(4) წარუმატებლობის ანალიზს შეუძლია უზრუნველყოს წარმოების ტესტირებისთვის აუცილებელი დამატება და უზრუნველყოს საჭირო საინფორმაციო საფუძველი ვერიფიკაციის ტესტირების პროცესის ოპტიმიზაციისთვის.
ნახევარგამტარული დიოდების, აუდიონების ან ინტეგრირებული სქემების გაუმართაობის ანალიზისთვის, პირველ რიგში უნდა შემოწმდეს ელექტრული პარამეტრები, ხოლო ოპტიკური მიკროსკოპით გარეგნობის შემოწმების შემდეგ, შეფუთვა უნდა მოიხსნას. ჩიპის ფუნქციის მთლიანობის შენარჩუნებისას, შიდა და გარე გამტარები, შეერთების წერტილები და ჩიპის ზედაპირი მაქსიმალურად უნდა იყოს დამაგრებული, რათა მომზადდეს ანალიზის შემდეგი ეტაპისთვის.
სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპიისა და ენერგეტიკული სპექტრის გამოყენება ამ ანალიზის შესასრულებლად: მათ შორის მიკროსკოპული მორფოლოგიის დაკვირვება, გაუმართაობის წერტილის ძებნა, დეფექტის წერტილის დაკვირვება და ადგილმდებარეობის დადგენა, მოწყობილობის მიკროსკოპული გეომეტრიის ზომისა და უხეში ზედაპირის პოტენციალის განაწილების ზუსტი გაზომვა და ციფრული კარიბჭის წრედის ლოგიკური შეფასება (ძაბვის კონტრასტული გამოსახულების მეთოდით); ამ ანალიზის შესასრულებლად გამოიყენეთ ენერგეტიკული სპექტრომეტრი ან სპექტრომეტრი: მიკროსკოპული ელემენტის შემადგენლობის ანალიზი, მასალის სტრუქტურის ან დამაბინძურებლის ანალიზი.
01. ნახევარგამტარული მოწყობილობების ზედაპირული დეფექტები და დამწვრობა
ნახევარგამტარული მოწყობილობების ზედაპირული დეფექტები და გადაწვა ორივე გავრცელებული გაუმართაობის რეჟიმია, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში, რაც ინტეგრირებული წრედის გაწმენდილი ფენის დეფექტია.
სურათი 2 გვიჩვენებს ინტეგრირებული სქემის მეტალიზებული ფენის ზედაპირულ დეფექტს.
სურათი 3 გვიჩვენებს ინტეგრირებული სქემის ორ ლითონის ზოლს შორის არსებულ დაშლის არხს.
სურათი 4 გვიჩვენებს ლითონის ზოლის კოლაფსს და ირიბ დეფორმაციას მიკროტალღური მოწყობილობის საჰაერო ხიდზე.
სურათი 5 გვიჩვენებს მიკროტალღური მილის ბადის გადაწვას.
სურათი 6 გვიჩვენებს ინტეგრირებული ელექტრო მეტალიზებული მავთულის მექანიკურ დაზიანებას.
სურათი 7 გვიჩვენებს მესა დიოდის ჩიპის გახსნას და დეფექტს.
სურათი 8 გვიჩვენებს დამცავი დიოდის დაშლას ინტეგრირებული სქემის შესასვლელთან.
სურათი 9 გვიჩვენებს, რომ ინტეგრირებული სქემის ჩიპის ზედაპირი დაზიანებულია მექანიკური ზემოქმედებით.
სურათი 10 გვიჩვენებს ინტეგრირებული სქემის ჩიპის ნაწილობრივ გადაწვას.
სურათი 11 გვიჩვენებს, რომ დიოდური ჩიპი დაზიანდა და ძლიერ დაიწვა, ხოლო დაშლის წერტილები დნობის მდგომარეობაში გადავიდა.
სურათი 12 გვიჩვენებს გალიუმის ნიტრიდის მიკროტალღური მილის დამწვარ ჩიპს, რომლის დამწვრობის წერტილი გამდნარი გაფრქვევის მდგომარეობას წარმოადგენს.
02. ელექტროსტატიკური ავარია
ნახევარგამტარული მოწყობილობები, წარმოების, შეფუთვის, ტრანსპორტირების, მიკროსქემის დაფაზე ჩასმის, შედუღების, მანქანური აწყობის და სხვა პროცესების ჩათვლით, სტატიკური ელექტროენერგიის საფრთხის ქვეშაა. ამ პროცესში ტრანსპორტირება ზიანდება ხშირი გადაადგილებისა და გარე სამყაროს მიერ გენერირებული სტატიკური ელექტროენერგიის ადვილად ზემოქმედების გამო. ამიტომ, დანაკარგების შესამცირებლად განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს ელექტროსტატიკურ დაცვას გადაცემისა და ტრანსპორტირების დროს.
ნახევარგამტარული მოწყობილობები უნიპოლარული MOS მილით და MOS ინტეგრირებული სქემით განსაკუთრებით მგრძნობიარეა სტატიკური ელექტროენერგიის მიმართ, განსაკუთრებით MOS მილები, რადგან მისი შეყვანის წინააღმდეგობა ძალიან მაღალია, ხოლო კარიბჭე-წყაროს ელექტროდის ტევადობა ძალიან მცირეა, ამიტომ ძალიან ადვილია გარე ელექტრომაგნიტური ველის ან ელექტროსტატიკური ინდუქციის ზემოქმედების ქვეშ მოქცევა და დამუხტვა, ხოლო ელექტროსტატიკური გენერაციის გამო, ძნელია დროთა განმავლობაში მუხტის განმუხტვა. ამიტომ, ადვილია სტატიკური ელექტროენერგიის დაგროვება მოწყობილობის მყისიერ დაშლამდე. ელექტროსტატიკური დაშლის ფორმა ძირითადად ელექტრო ინჟინერიული დაშლაა, ანუ ბადის თხელი ოქსიდის ფენა იშლება, ქმნის ნახვრეტს, რომელიც მოკლედ ხურავს ბადესა და წყაროს ან ბადესა და დრენაჟს შორის არსებულ ნაპრალს.
და MOS მილის MOS ინტეგრირებული სქემის ანტისტატიკური დაშლის უნარი შედარებით ოდნავ უკეთესია, რადგან MOS ინტეგრირებული სქემის შემავალი ტერმინალი აღჭურვილია დამცავი დიოდით. როდესაც დიდი ელექტროსტატიკური ძაბვა ან ძაბვის ტალღა შემოვა, დამცავი დიოდების უმეტესობა შეიძლება გადაერთოს მიწაზე, მაგრამ თუ ძაბვა ძალიან მაღალია ან მყისიერი გამაძლიერებელი დენი ძალიან დიდია, ზოგჯერ დამცავი დიოდები თავად გადაირთვებიან, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 8-ზე.
ნახაზ 13-ზე ნაჩვენები რამდენიმე სურათი წარმოადგენს MOS ინტეგრირებული სქემის ელექტროსტატიკური დაშლის ტოპოგრაფიას. დაშლის წერტილი პატარა და ღრმაა, რაც გამდნარი გაფრქვევის მდგომარეობას წარმოადგენს.
სურათი 14 გვიჩვენებს კომპიუტერის მყარი დისკის მაგნიტური თავის ელექტროსტატიკური დაშლის გარეგნობას.
გამოქვეყნების დრო: 2023 წლის 8 ივლისი
