集成电路的失效分析方法以及相应技术分析

高乘源

（西安电子科技大学，陕西 西安 710126）

集成电路的失效分析方法以及相应技术分析

高乘源

（西安电子科技大学，陕西 西安 710126）

伴随着科学技术在我国不断地发展以及应用，集成电路在我国有了非常广泛的应用和发展。我国集成电路现在已经向着尺寸更小的方向发展，具有了集成程度非常高的技术。伴随着集成电路在我国的不断应用，集成电路应用中的失效分析变得越来越重要。集成电路的芯片上有上千甚至上万个电气元件，在失效的集成电路芯片中寻找失效的器件是一件非常困难的工作。本文主要针对我国集成电路的失效问题进行详细地分析以及阐述，希望通过本文的阐述以及分析能够有效地提升我国集成电路失效分析的能力，同时也为我国集成电路的进一步发展以及创新贡献力量。

集成电路；电性分析；失效分析；物理分析；方法；技术

集成电路在我国的失效分析主要就是一种失效问题的判断模式，通过集成电路的失效分析，找出导致集成电路失效的主要原因，分析并且清楚集成电路失效的主要机理，通过失效分析来采取技术措施有效地规避集成电路类似的失效问题的再次发生。在集成电路的正常运行过程中，失效分析是一项非常重要的工作，通过失效分析的正常开展能够有效提升集成电路的可靠性以及安全性。对于相关企业来说，进行集成电路的失效分析可以有效地提升企业相关问题的分析以及试验能力，通过失效分析，企业能够实行相应的控制和改进，能够防止集成电路的再次失效，以及减少集成电路的失效种类。在分析集成电路的失效过程中，我们要求采用先进的分析设备，科学的分析技术，专业的分析人员来有针对性地进行分析，这样才能够有效地保障集成电路失效分析的准确性以及合理性。

1.简要叙述我国集成电路在失效分析过程中的主要步骤

现阶段在集成电路的失效分析过程中，我们主要有4个步骤来进行失效分析。步骤一：针对失效集成电路开封前的检查。步骤二：针对失效集成电路开封并且采取镜检。步骤三：失效集成电路的电性分析。步骤四：失效集成电路的物理分析。

2.简要叙述集成电路无损失效的分析技术

集成电路失效分析中的无损分析主要指的是在不损害失效集成电路样品的基础上，集成电路芯片封装不去掉的前提下，对失效的集成电路进行失效分析。集成电路饿无损分析方法主要有3种。第一种方法是集成电路的外观检查；第二种方法X射线分析检查；第三种是扫描声学分析检查。集成电路的外观检查主要是应用肉眼进行集成电路的观察，看其外观是否有明显的问题；X射线分析检查主要是应用了X射线技术进行集成电路的X射线检查照射，通过X射线的照射，集成电路中的相应缺陷会显现出来，让X射线在照射过程中出现异常。X射线针对集成电路的失效分析主要是对线路中的引线进行失效损害检查分析。在检查的过程中我们要根据电子元件的尺寸大小以及电子元件的不同结构来合理地选择X射线波长，这样做的好处就是能够提升X射线的照射分辨率。扫描声学应用的检测仪器主要是显微镜，能够对集成电路内部的相关缺陷进行检查以及分析，主要的监测原理就是通过超声波的电路内部发射，能够有效的在集成电路内部进行反馈，我们可以通过反馈的时间长短来整理相应的波形，通过正常集成电路的波形进行对比来分析出相应的集成电路内部缺陷。集成电路在塑封是出现水汽或者是电路中的元器件在高温下损坏的检测方法，通常情况下我们应用扫描声学检查分析技术。集成电路的无损失效分析相较于有损失效分析，对于检测样品的损坏程度低，样品的内部信息不易被破坏，因而在现阶段的集成电路失效分析过程中，占有了一席之地。

3.简要叙述集成电路有损失效的分析技术

3.1针对失效集成电路进行封装开启

集成电路的封装开启主要是对集成电路进行开封操作，这一环节中我们要求尽量不要破坏集成电路内部芯片的完整性以及电路。我们在开封过程中根据相应的失效预测，采用不同的开封方式。现阶段使用的方式主要有3种，第一种是集成电路全剥离法；第二种是集成电路局部去除法；第三种是集成电路全自动去除法。

3.2针对失效集成电路进行电性技术分析

3.2.1失效集成电路的缺陷定位分析

集成电路失效分析中的缺陷定位是一项非常复杂并且困难的环节，失效分析只有确定了缺陷的具体位置才能够有效的分析失效机理，同时判断失效的具体特性。缺陷定位采用的方法主要有3种。第一种是显微镜缺陷定位；第二种是OBIRCH缺陷定位；第三种是液晶热点缺陷定位，上述3种缺陷定位方式都能够有效地对集成电路饿失效位置进行确定。

3.2.2失效集成电路的电路技术分析

集成电路失效分析中的电路分析主要的依据就是电路中的芯片版图以及相应的原理图，通过上述的图纸再结合集成电路芯片的具体失效现象，一步步地缩小集成电路芯片失效范围，最后再通过探针设备的检测技术来对芯片缺陷定位。

3.2.3失效集成电路的微探针技术检测

微探针的作用是测量内部器件上的电参数值，如工作点电压、电流、伏安特性曲线等。微探针检测技术一般是伴随电路分析配合使用的，两者的结合可以较快地搜寻失效器件。

3.3针对失效集成电路进行物理技术分析

失效集成电路的物理技术分析现阶段主要有3种方式。第一种是失效集成电路的聚焦离子束物理分析。第二种是失效集成电路的扫描电子专用显微镜物理分析。第三种是失效集成电路的VC定位物理分析技术。第四种是透射电子（TEM）显微镜物理分析。通过上述4种物理分析技术的应用能够有效地了解集成电路的失效物理机理，为失效原因的确定提供了帮助。

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