Oor die algemeen is dit moeilik om 'n klein hoeveelheid mislukking in die ontwikkeling, vervaardiging en gebruik van halfgeleiertoestelle te vermy. Met die voortdurende verbetering van produkkwaliteitvereistes word mislukkingsanalise al hoe belangriker. Deur spesifieke mislukkingskyfies te ontleed, kan dit stroombaanontwerpers help om die gebreke van toestelontwerp, die wanpassing van prosesparameters, die onredelike ontwerp van perifere stroombaan of verkeerde werking wat deur die probleem veroorsaak word, te vind. Die noodsaaklikheid van mislukkingsanalise van halfgeleiertoestelle word hoofsaaklik in die volgende aspekte gemanifesteer:
(1) Mislukkingsanalise is 'n noodsaaklike manier om die mislukkingsmeganisme van die toestelskyfie te bepaal;
(2) Mislukkingsanalise verskaf die nodige basis en inligting vir effektiewe foutdiagnose;
(3) Mislukkingsanalise verskaf nodige terugvoerinligting vir ontwerpingenieurs om die skyfieontwerp voortdurend te verbeter of te herstel en dit meer redelik te maak in ooreenstemming met die ontwerpspesifikasie;
(4) Mislukkingsanalise kan die nodige aanvulling vir produksietoets verskaf en die nodige inligtingsbasis verskaf vir die optimalisering van die verifikasietoetsproses.
Vir die mislukkingsanalise van halfgeleierdiodes, oudione of geïntegreerde stroombane, moet elektriese parameters eers getoets word, en na die voorkoms-inspeksie onder die optiese mikroskoop, moet die verpakking verwyder word. Terwyl die integriteit van die skyfiefunksie gehandhaaf word, moet die interne en eksterne leidings, bindingspunte en die oppervlak van die skyfie so ver moontlik gehou word om voor te berei vir die volgende stap van analise.
Gebruik skandeerelektronmikroskopie en energiespektrum om hierdie analise te doen: insluitend die waarneming van die mikroskopiese morfologie, mislukkingspuntsoektog, defekpuntwaarneming en ligging, akkurate meting van die toestel se mikroskopiese geometriegrootte en growwe oppervlakpotensiaalverspreiding en die logiese oordeel van digitale hek stroombaan (met spanning kontras beeld metode); Gebruik energiespektrometer of spektrometer om hierdie analise te doen het: mikroskopiese element samestelling analise, materiaalstruktuur of besoedelingsontleding.
01. Oppervlakdefekte en brandwonde van halfgeleiertoestelle
Oppervlakdefekte en uitbranding van halfgeleiertoestelle is albei algemene mislukkingsmodusse, soos getoon in Figuur 1, wat die defek van die gesuiwerde laag van geïntegreerde stroombaan is.
Figuur 2 toon die oppervlakdefek van die gemetalliseerde laag van die geïntegreerde stroombaan.
Figuur 3 toon die afbreekkanaal tussen die twee metaalstroke van die geïntegreerde stroombaan.
Figuur 4 toon die metaalstrook ineenstorting en skewe vervorming op die lugbrug in die mikrogolftoestel.
Figuur 5 toon die roosteruitbranding van die mikrogolfbuis.
Figuur 6 toon die meganiese skade aan die geïntegreerde elektriese gemetalliseerde draad.
Figuur 7 toon die opening en defek van die mesa-diodeskyfie.
Figuur 8 toon die ineenstorting van die beskermende diode by die inset van die geïntegreerde stroombaan.
Figuur 9 toon dat die oppervlak van die geïntegreerde stroombaanskyfie deur meganiese impak beskadig word.
Figuur 10 toon die gedeeltelike uitbranding van die geïntegreerde stroombaanskyfie.
Figuur 11 toon die diodeskyfie is afgebreek en erg verbrand, en die afbreekpunte het in smelttoestand verander.
Figuur 12 toon die galliumnitried-mikrogolfkragbuisskyfie verbrand, en die verbrande punt bied 'n gesmelte sputtertoestand.
02. Elektrostatiese ineenstorting
Halfgeleiertoestelle van vervaardiging, verpakking, vervoer tot op die stroombaanbord vir inbring, sweiswerk, masjiensamestelling en ander prosesse is onder die bedreiging van statiese elektrisiteit. In hierdie proses word vervoer beskadig as gevolg van gereelde beweging en maklike blootstelling aan die statiese elektrisiteit wat deur die buitewêreld opgewek word. Daarom moet spesiale aandag gegee word aan elektrostatiese beskerming tydens transmissie en vervoer om verliese te verminder.
In halfgeleier toestelle met unipolêre MOS buis en MOS geïntegreerde stroombaan is veral sensitief vir statiese elektrisiteit, veral MOS buis, as gevolg van sy eie inset weerstand is baie hoog, en die hek-bron elektrode kapasitansie is baie klein, so dit is baie maklik om te wees beïnvloed deur eksterne elektromagnetiese veld of elektrostatiese induksie en gelaai, en as gevolg van die elektrostatiese opwekking, is dit moeilik om lading betyds te ontlaai, Daarom is dit maklik om die ophoping van statiese elektrisiteit te veroorsaak tot die oombliklike afbreek van die toestel. Die vorm van elektrostatiese afbreek is hoofsaaklik elektriese vernuftige afbreek, dit wil sê die dun oksiedlaag van die rooster word afgebreek en vorm 'n speldgat wat die gaping tussen die rooster en die bron of tussen die rooster en die drein kort.
En relatief tot MOS-buis MOS geïntegreerde stroombaan antistatiese afbreek vermoë is relatief effens beter, want die inset terminaal van MOS geïntegreerde stroombaan is toegerus met beskermende diode. Sodra daar 'n groot elektrostatiese spanning of oplewingspanning in die meeste van die beskermende diodes is, kan na die grond oorgeskakel word, maar as die spanning te hoog is of die oombliklike versterkingsstroom te groot is, sal die beskermende diodes soms self, soos in Figuur getoon 8.
Die verskeie prente wat in figuur 13 getoon word, is die elektrostatiese afbreektopografie van MOS-geïntegreerde stroombaan. Die afbreekpunt is klein en diep, en bied 'n gesmelte sputtertoestand.
Figuur 14 toon die voorkoms van elektrostatiese afbreek van die magnetiese kop van 'n rekenaar hardeskyf.
Postyd: Jul-08-2023
