[backcolor=rgba(0, 0, 0, 0.05)][color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]原創(chuàng) [color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]芯片失效分析 半導(dǎo)體工程師 [color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]2022-01-21 09:54
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#電性能測(cè)試[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]1個(gè)
失效分析用IV曲線追蹤儀
主要用途：
集成電路芯片類是目前失效分析中最復(fù)雜的過程，成品集成電路IC往往是封裝完好的芯片，封裝形式有DIP,QFP,PGA,BGA,QFN等等幾十種類型，每種類型芯片管腳又由幾只到幾百只不等，即使同種封裝形式同樣管腳的芯片，內(nèi)部晶圓（Die）的不同，也會(huì)將其功能千變?nèi)f化，空間中心所作為實(shí)際分析承載單位，如果測(cè)試成千上萬種元器件，每種元器件編程過程也是需要一個(gè)復(fù)雜的過程，失效分析用IV曲線追蹤儀則可以直接記錄待測(cè)樣品的所有數(shù)據(jù)，與原始數(shù)據(jù)比對(duì)，從而判斷元器件具體失效管腳，是集成電路領(lǐng)域無損檢測(cè)環(huán)節(jié)不可或缺的一環(huán)。
該設(shè)備主要用于已封裝或未封裝集成電路的開路/短路測(cè)試，I/V特性分析，靜態(tài)電流測(cè)量，漏電檢測(cè)；用于集成電路或系統(tǒng)電路的篩選和失效分析。
圖一
新增設(shè)備的必要性：
失效分析用IV曲線追蹤儀主要用于分析IC的所有電流電壓曲線，用于鑒定其任意某一條曲線是否出現(xiàn)偏差，可以很大程度上彌補(bǔ)X光檢測(cè)由于分辨率無法分析的部分芯片，且可以在封裝領(lǐng)域及開封后兩次驗(yàn)證IV曲線是否偏差的問題。此設(shè)備可以在不需要詳細(xì)了解IC的所有數(shù)據(jù)的前提下通過良品及可疑帶測(cè)品的數(shù)據(jù)比對(duì)完成測(cè)試，可以大幅度提高篩選及分析工作效率，保證測(cè)試正確性。
目前在集成電路行業(yè)中，對(duì)集成電路可靠性要求很高。芯片在工作中，微漏電現(xiàn)象較為普遍，微弱漏電在極端情況下往往會(huì)無限放大，造成芯片甚至整個(gè)控制系統(tǒng)失效，所以芯片微漏電現(xiàn)象是對(duì)于集成電路失效分析中極端重要的一環(huán)，
使用失效分析用IV曲線追蹤儀，可以通過曲線的微弱偏差確認(rèn)具體的漏電管腳，從未為下一步EMMI光子偵測(cè)及液晶實(shí)驗(yàn)提供測(cè)試條件及測(cè)試依據(jù)。從而完善整個(gè)測(cè)試流程。
目前七〇八所尚不具備對(duì)數(shù)字，邏輯等元器件的整體無損檢測(cè)電性分析定位能力，無法滿足“核高基”、“宇高工程”、“二代導(dǎo)航”后期多項(xiàng)宇航元器件等通用元件標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法驗(yàn)證需求和相關(guān)宇航元器件的標(biāo)準(zhǔn)研制與驗(yàn)證任務(wù)。
目前，此設(shè)備作為集成電路失效分析必須設(shè)備，眾多第三方檢測(cè)單位均擁有，但由于試驗(yàn)較多，無法保證試驗(yàn)進(jìn)度，眾多實(shí)驗(yàn)室均處于滿載狀態(tài)。
工藝對(duì)設(shè)備的主要技術(shù)要求：
2.2.1 自動(dòng)IV曲線追蹤儀
*2.2.1.1 設(shè)備用途
*2.2.1.1.1 可用于256管腳以內(nèi)集成電路的開路/短路測(cè)試，I/V特性分析，漏電檢測(cè)，靜態(tài)電流測(cè)量。分析樣品是否失效及失效原因。
*2.2.1.1.2 以合格樣品的I/V特性曲線、開路/短路、漏電等數(shù)據(jù)作為比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)比分析失效樣品（可同時(shí)進(jìn)行至少100條I/V曲線比對(duì)）。
*2.2.1.1.3 不同樣品同一I/V曲線可在同一界面顯示，用于判定失效樣品與合格樣品I/V曲線偏差點(diǎn)及偏差范圍。
2.2.1.2 設(shè)備參數(shù)
*2.2.1.2.1 每個(gè)管腳測(cè)試時(shí)間不大于10ms，間隔時(shí)間至少在2ms-2000ms內(nèi)可調(diào)。
2.2.1.2.2 256通道母板一塊，包含128管腳、256管腳接口（母口）各一個(gè)。
2.2.1.2.3 雙列直插（間距600mil以下）48管腳，雙列直插（間距750mil以上）64管腳標(biāo)準(zhǔn)插座各一個(gè)。
*2.2.1.2.4 具備開機(jī)自檢功能，保證測(cè)試前設(shè)備狀態(tài)正常，測(cè)試界面能夠顯示設(shè)備狀態(tài)。
*2.2.1.2.5 具備自檢模塊，可在自檢模塊內(nèi)檢測(cè)通道問題，實(shí)現(xiàn)測(cè)試單元自我校驗(yàn)功能。
2.2.1.2.6 具備機(jī)械手接口及控制程序，可與多種機(jī)械手完成通信。
*2.2.1.2.7 具備用戶自定義模式，開路/短路測(cè)試中可進(jìn)行至少六種自定義測(cè)試方式，可將同種芯片的測(cè)試結(jié)果直接保存于excel文檔中，對(duì)不同結(jié)果采用不同顏色區(qū)分，從而將芯片合格品及失效管腳輕松分辨。
2.2.1.2.8 可建立測(cè)試項(xiàng)目，將測(cè)試條件及結(jié)果保存，下次測(cè)試中，直接調(diào)取合格品測(cè)試數(shù)據(jù)即可完成比對(duì)分析，測(cè)試項(xiàng)目結(jié)果可直接打印或保存，并不得更改。
2.2.1.2.9 可將多顆同種芯片測(cè)試結(jié)果置于一個(gè)報(bào)告中。
*2.2.1.2.10 可對(duì)BGA封裝樣品測(cè)試進(jìn)行圖形化編程。
*2.2.1.2.11 可進(jìn)行低電平漏電測(cè)試，在明確芯片I/O，VCC，VSS管腳定義的情況下，芯片未工作時(shí)即可測(cè)試芯片管腳的漏電，可測(cè)試10μA及以上漏電。
*2.2.1.2.12 測(cè)試管腳開短路時(shí)，可自動(dòng)將芯片內(nèi)部電容充電完成后測(cè)試，保證測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性。
*2.2.1.2.13 I/V曲線測(cè)量至少可以采用Pin to all，all to Pin，Pin to Pin三種模式，可將被測(cè)樣品的I/V曲線數(shù)據(jù)保存，并使用其他芯片I/V曲線與其作比對(duì)。
*2.2.1.2.14 內(nèi)置3組源測(cè)量單元，每個(gè)源測(cè)量單元規(guī)格不低于：
*2.2.1.2.15 源測(cè)量單元一用于I/V曲線測(cè)量時(shí)，源測(cè)量單元二和三可用于提供某些管腳加偏置應(yīng)用。（例如，繪制角2對(duì)角3的I/V曲線過程中，可對(duì)角4和角5分別施加3.3V和5V的偏壓）
2.2.1.2.16 源測(cè)量單元一若損壞，源測(cè)量單元二自動(dòng)替補(bǔ)源測(cè)量單元一。
新增調(diào)研與選型情況：
經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研，目前國內(nèi)市場(chǎng)市場(chǎng)分析用IV曲線追蹤儀主要有ADVANCED,泰克定制型號(hào)，是德定制型號(hào)部分，泰克及是德定制目前未提供實(shí)際參數(shù)，故用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)參與比對(duì)
Smart-1 Auto Curve Tracer
[/td][td=1,1,258.6666666666667] Smart-1 失效分析用IV曲線追蹤儀Auto Curve Tracer[/td][td=1,1,190.66666666666666] 泰克及是德標(biāo)準(zhǔn)IV曲線分析儀 |
1. [/td][td=1,1,258.6666666666667] 測(cè)試通道: 基本64ch, 標(biāo)準(zhǔn)256通道，最大可擴(kuò)充至4096ch[/td][td=1,1,190.66666666666666] 測(cè)試通道: 2ch, 擴(kuò)充測(cè)試通道很困難 |
2. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 機(jī)臺(tái)功能: 元器件開短路量測(cè)以及良品不良品比對(duì)元器件IV曲線量測(cè)以及良品不良品比對(duì)元器件漏電量測(cè)以及比對(duì) 元器件unpower leakage以及比對(duì) 主要應(yīng)用于IC失效分析領(lǐng)域 [/td][td=1,1,220.66666666666666] 機(jī)臺(tái)功能: 只有Curve Tracer function |
3. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 量測(cè)方式: 有手動(dòng)量測(cè)模式,可搭配探棒 計(jì)算機(jī)設(shè)定, 自動(dòng)量測(cè)IC 每一Pin 之 I / V Curve [/td][td=1,1,190.66666666666666] 量測(cè)方式: 只能手動(dòng)方式去量測(cè)每一Pin之 I / V Curve, 如有很多Pin腳時(shí), 會(huì)耗費(fèi)很多分析時(shí)間. |
4. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 分析時(shí)間: 因?yàn)椴捎?jì)算機(jī)化控制, 所以量測(cè)時(shí)間很快.[/td][td=1,1,190.66666666666666] 分析時(shí)間: 因?yàn)橹荒苁謩?dòng)量測(cè),所以量測(cè)時(shí)間很長! |
5. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 快檢模式: 具有All to Pin & Pin to All 之快檢模式,所以可以快速篩檢出有Open/Short之Pin腳[/td][td=1,1,190.66666666666666] 快檢模式: 純手動(dòng)操作, 無此功能 |
6. [/td][td=1,1,242.66666666666669] I / V Curve量測(cè)比對(duì)功能: 可量取一Golden Sample之I / V Curve , 然后與未知之待測(cè)sample做比對(duì),在同一界面可同時(shí)比對(duì)上百條IV曲線，也可同時(shí)顯示上百條IV曲線，可快速篩出有問題之sample,非常便利![/td][td=1,1,190.66666666666666] I / V Curve 比對(duì)功能: 純手動(dòng)操作, 無此功能 |
7. [/td][td=1,1,242.66666666666669] SMU : 標(biāo)準(zhǔn)配備具有 3 組, 所以可以量測(cè)IC 在Bias 狀態(tài)下之Powered Curve Tracer & Powered Leakage Test. 即量測(cè)IO對(duì)G 曲線時(shí)，可利用其它2組SMU對(duì)VCC或RESETpin持續(xù)偏壓 SMU1損壞,SMU2自動(dòng)替補(bǔ)[/td][td=1,1,190.66666666666666] SMU: 標(biāo)準(zhǔn)只有1組, 無法做Powered Curve Tracer & Powered Leakage Test 可以增加至3組 |
8. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 分析報(bào)告產(chǎn)出: 量測(cè)之結(jié)果 可直接產(chǎn)出客戶所需之報(bào)告格式, 并可透過網(wǎng)絡(luò)直接分享給相關(guān)部門來討論.[/td][td=1,1,190.66666666666666] 分析報(bào)告產(chǎn)出: 需將測(cè)試數(shù)據(jù)Copy 出來到計(jì)算機(jī)后去進(jìn)行編輯,比較耗費(fèi)時(shí)間&人力, 不夠人性化! |
9. [/td][td=1,1,242.66666666666669] IV曲線取點(diǎn)數(shù)量：無限制，間隔.0001V-0.5V可設(shè)定，間隔時(shí)間可設(shè)定。[/td][td=1,1,190.66666666666666] 主要用于材料分析，半導(dǎo)體領(lǐng)域主要應(yīng)用于wafer量測(cè)，取點(diǎn)精度高在0.1pA。 |
10. [/td][td=1,1,242.66666666666669] IV比對(duì)方式： 可采用傳統(tǒng)I/O對(duì)G或VCC對(duì)I/O,也可采用ALL to pin或pin to all,這種情況下描繪的IV曲線就是二極管曲線，良品不良品比對(duì)結(jié)果在范圍內(nèi)，容易分辨良品不良品[/td][td=1,1,190.66666666666666] 無此功能 |
11. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 量產(chǎn)測(cè)試: 可外接Handler, 做大量生產(chǎn)測(cè)試[/td][td=1,1,190.66666666666666] 無此功能 |
12. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 測(cè)試Program : 每個(gè)產(chǎn)品之測(cè)試Program皆可儲(chǔ)存下來, 下次要再分析時(shí), 即可開啟馬上進(jìn)行測(cè)試 ![/td][td=1,1,190.66666666666666] 無此功能 |
13. [/td][td=1,1,242.66666666666669] Failure analysis 經(jīng)驗(yàn): 敝司除了機(jī)臺(tái)銷售之外, 亦有RA/FA Lab. Service之相關(guān)經(jīng)驗(yàn), 可提供客戶更高之附加價(jià)值![/td][td=1,1,190.66666666666666] 無法提供產(chǎn)品失效分析之應(yīng)用經(jīng)驗(yàn) |
14. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 應(yīng)用領(lǐng)域：主要應(yīng)用于芯片來料檢測(cè)及失效分析 良好的銷售實(shí)績(jī): 力成、聯(lián)測(cè)、育霈、無錫安盛、天水華天x 2set、 沛頓（kinston）、SanDisk，精材科技、艾克爾、中芯國際、Microchip(Thailand)、NEC、Flextronix、盛群、北京中星微電子、展訊通訊、瑞薩半導(dǎo)體x 2、創(chuàng)銳訊通訊 Advanced Silicon、、海思半導(dǎo)體、珠海炬力、Microsoft(X-BOX)、廣州5所，航天201所，13所，航天九院，電子四所失效分析 蘇州三星半導(dǎo)體（Samsung）、宜特科技(臺(tái)灣)x 3set、上海宜特x 3set、南茂微電子、 深圳宜智發(fā) x 2set、東莞三星電機(jī)、、英業(yè)達(dá)、威達(dá)電、群豐、臺(tái)達(dá)電子、中達(dá)(江蘇)、西門子(南京)、閎康(臺(tái)灣)x 2set, 閎康(上海)x 1set,臺(tái)達(dá)電(東莞) , 深圳華測(cè)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室, 聚成科技,中科院微電子所,豪威科技,華為海思，華為科技，富士康，上海宏達(dá)， 日月新,京信通訊,華為通訊, 日月光(中壢)x 2set, 超豐電子,勝開, 記憶科技(深圳), 北京航天研究所..等中國大陸三百臺(tái)之銷售實(shí)績(jī).[/td][td=1,1,190.66666666666666] 主要應(yīng)用于材料科研單位及晶圓制造單位 中芯國際 華虹宏力 臺(tái)積電 中科院自動(dòng)化所 中科院化學(xué)所 中科院納米中心 中科院高能物理所 應(yīng)用材料 北京大學(xué) 清華大學(xué)等 |
綜上所述，ADVANCED Smart-1型IV曲線是目前市場(chǎng)唯一一款用于芯片篩選及失效分析的成熟測(cè)試產(chǎn)品，可直接購買。
文：儀準(zhǔn)科技
，時(shí)長01:33
[color=rgba(255, 255, 255, 0.8)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]半導(dǎo)體工程師[color=rgba(0, 0, 0, 0.5)]半導(dǎo)體經(jīng)驗(yàn)分享，半導(dǎo)體成果交流，半導(dǎo)體信息發(fā)布。半導(dǎo)體行業(yè)動(dòng)態(tài)，半導(dǎo)體從業(yè)者職業(yè)規(guī)劃，芯片工程師成長歷程。
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