ზოგადად, ძნელია თავიდან ავიცილოთ მცირე მარცხი ნახევარგამტარული მოწყობილობების შემუშავებაში, წარმოებასა და გამოყენებაში. პროდუქტის ხარისხის მოთხოვნების უწყვეტი გაუმჯობესებით, წარუმატებლობის ანალიზი სულ უფრო და უფრო მნიშვნელოვანი ხდება. კონკრეტული წარუმატებლობის ჩიპების ანალიზით, მას შეუძლია დაეხმაროს მიკროსქემის დიზაინერებს იპოვონ მოწყობილობის დიზაინის დეფექტები, პროცესის პარამეტრების შეუსაბამობა, პერიფერიული მიკროსქემის არაგონივრული დიზაინი ან პრობლემით გამოწვეული არასწორი მუშაობა. ნახევარგამტარული მოწყობილობების გაუმართაობის ანალიზის აუცილებლობა ძირითადად გამოიხატება შემდეგ ასპექტებში:
(1) გაუმართაობის ანალიზი არის აუცილებელი საშუალება მოწყობილობის ჩიპის გაუმართაობის მექანიზმის დასადგენად;
(2) წარუმატებლობის ანალიზი უზრუნველყოფს აუცილებელ საფუძველს და ინფორმაციას ხარვეზის ეფექტური დიაგნოზისთვის;
(3) წარუმატებლობის ანალიზი უზრუნველყოფს აუცილებელ უკუკავშირის ინფორმაციას დიზაინერ ინჟინრებისთვის, რათა მუდმივად გააუმჯობესონ ან შეაკეთონ ჩიპის დიზაინი და გახადონ ის უფრო გონივრული დიზაინის სპეციფიკაციების შესაბამისად;
(4) წარუმატებლობის ანალიზმა შეიძლება უზრუნველყოს წარმოების ტესტისთვის აუცილებელი დანამატი და უზრუნველყოს საჭირო ინფორმაციის საფუძველი გადამოწმების ტესტის პროცესის ოპტიმიზაციისთვის.
ნახევარგამტარული დიოდების, აუდიონების ან ინტეგრირებული სქემების წარუმატებლობის ანალიზისთვის ჯერ უნდა შემოწმდეს ელექტრული პარამეტრები, ხოლო ოპტიკური მიკროსკოპის ქვეშ გარეგნობის შემოწმების შემდეგ უნდა მოიხსნას შეფუთვა. ჩიპის ფუნქციის მთლიანობის შენარჩუნებისას, შიდა და გარე მილები, შემაკავშირებელი წერტილები და ჩიპის ზედაპირი მაქსიმალურად უნდა იყოს შენახული, რათა მომზადდეს ანალიზის შემდეგი ეტაპისთვის.
სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპისა და ენერგიის სპექტრის გამოყენება ამ ანალიზისთვის: მიკროსკოპული მორფოლოგიის დაკვირვების ჩათვლით, ავარიის წერტილების ძიება, დეფექტის წერტილების დაკვირვება და მდებარეობა, მოწყობილობის მიკროსკოპული გეომეტრიის ზომისა და უხეში ზედაპირის პოტენციალის განაწილების ზუსტი გაზომვა და ციფრული კარიბჭის ლოგიკური შეფასება. წრე (ძაბვის კონტრასტის გამოსახულების მეთოდით); გამოიყენეთ ენერგეტიკული სპექტრომეტრი ან სპექტრომეტრი ამ ანალიზის გასაკეთებლად აქვს: მიკროსკოპული ელემენტის შემადგენლობის ანალიზი, მასალის სტრუქტურა ან დამაბინძურებლების ანალიზი.
01. ნახევარგამტარული მოწყობილობების ზედაპირული დეფექტები და დამწვრობა
ზედაპირული დეფექტები და ნახევარგამტარული მოწყობილობების დამწვრობა ორივე ჩვეულებრივი მარცხის რეჟიმია, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1, რომელიც წარმოადგენს ინტეგრირებული მიკროსქემის გასუფთავებული ფენის დეფექტს.
სურათი 2 გვიჩვენებს ინტეგრირებული მიკროსქემის მეტალიზებული ფენის ზედაპირის დეფექტს.
სურათი 3 გვიჩვენებს ავარიის არხს ინტეგრირებული მიკროსქემის ორ მეტალის ზოლს შორის.
სურათი 4 გვიჩვენებს მიკროტალღურ მოწყობილობაში ჰაერის ხიდზე ლითონის ზოლის კოლაფსს და დახრილ დეფორმაციას.
ნახაზი 5 გვიჩვენებს მიკროტალღური მილის ქსელის დამწვრობას.
სურათი 6 გვიჩვენებს ინტეგრირებული ელექტრული მეტალიზებული მავთულის მექანიკურ დაზიანებას.
სურათი 7 გვიჩვენებს მესა დიოდის ჩიპის გახსნას და დეფექტს.
სურათი 8 გვიჩვენებს დამცავი დიოდის დაშლას ინტეგრირებული მიკროსქემის შესასვლელში.
სურათი 9 გვიჩვენებს, რომ ინტეგრირებული მიკროსქემის ჩიპის ზედაპირი დაზიანებულია მექანიკური ზემოქმედებით.
ნახაზი 10 გვიჩვენებს ინტეგრირებული მიკროსქემის ჩიპის ნაწილობრივ დამწვრობას.
სურათი 11 გვიჩვენებს, რომ დიოდური ჩიპი გაფუჭდა და ძლიერ დაიწვა, ხოლო ავარიის წერტილები გადაიქცა დნობის მდგომარეობაში.
ნახაზი 12 გვიჩვენებს გალიუმის ნიტრიდის მიკროტალღური მილის დამწვარი ჩიპი და დამწვარი წერტილი ასახავს გამდნარი ჭურვის მდგომარეობას.
02. ელექტროსტატიკური ავარია
ნახევარგამტარული მოწყობილობები დამზადებიდან, შეფუთვამდე, ტრანსპორტირებამდე მიკროსქემის დაფაზე ჩასმის, შედუღების, მანქანების აწყობისა და სხვა პროცესების საფრთხის ქვეშ იმყოფება სტატიკური ელექტროენერგიის საფრთხის ქვეშ. ამ პროცესში ტრანსპორტი ზიანდება ხშირი გადაადგილებისა და გარე სამყაროს მიერ გამომუშავებული სტატიკური ელექტროენერგიის ადვილად ზემოქმედების გამო. ამიტომ, განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს ელექტროსტატიკური დაცვას გადაცემის და ტრანსპორტირების დროს დანაკარგების შესამცირებლად.
ნახევარგამტარ მოწყობილობებში ერთპოლარული MOS მილით და MOS ინტეგრირებული წრე განსაკუთრებით მგრძნობიარეა სტატიკური ელექტროენერგიის მიმართ, განსაკუთრებით MOS მილი, რადგან მისი შეყვანის წინააღმდეგობა ძალიან მაღალია და კარიბჭის წყაროს ელექტროდის ტევადობა ძალიან მცირეა, ამიტომ მისი დადგენა ძალიან მარტივია. ექვემდებარება გარე ელექტრომაგნიტურ ველს ან ელექტროსტატიკური ინდუქციას და დამუხტავს და ელექტროსტატიკური წარმოქმნის გამო, ძნელია დროულად დატენვა, ამიტომ ადვილია გამოიწვიოს სტატიკური ელექტროენერგიის დაგროვება მოწყობილობის მყისიერ ავარიამდე. ელექტროსტატიკური ავარიის ფორმა ძირითადად არის ელექტრული გენიალური ავარია, ანუ ქსელის თხელი ოქსიდის ფენა იშლება და წარმოქმნის ხვრელს, რომელიც წყვეტს უფსკრული ბადესა და წყაროს შორის ან ბადესა და კანალიზაციას შორის.
და MOS მილის MOS-ის ინტეგრირებული მიკროსქემის ანტისტატიკური ავარიის უნარი შედარებით ოდნავ უკეთესია, რადგან MOS ინტეგრირებული მიკროსქემის შეყვანის ტერმინალი აღჭურვილია დამცავი დიოდით. როდესაც არის დიდი ელექტროსტატიკური ძაბვა ან დამცავი დიოდების უმეტესობაში ძაბვა შეიძლება გადაერთოს მიწაზე, მაგრამ თუ ძაბვა ძალიან მაღალია ან მყისიერი გამაძლიერებელი დენი ძალიან დიდია, ზოგჯერ დამცავი დიოდები თავისთავად იქცევა, როგორც ნაჩვენებია სურათზე. 8.
13-ზე ნაჩვენები რამდენიმე სურათი არის MOS ინტეგრირებული მიკროსქემის ელექტროსტატიკური ავარიის ტოპოგრაფია. დაშლის წერტილი არის მცირე და ღრმა, წარმოაჩენს გამდნარი ჭურვის მდგომარეობას.
სურათი 14 გვიჩვენებს კომპიუტერის მყარი დისკის მაგნიტური თავის ელექტროსტატიკური ავარიის გამოჩენას.
გამოქვეყნების დრო: ივლის-08-2023
