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1、IC失效分析培训PPT课件2023REPORTING失效分析简介IC失效分析基础失效分析工具与技术实际案例分析失效分析的挑战与展望培训总结与答疑目 录CATALOGUE2023PART 01失效分析简介2023REPORTING0102失效分析的定义它通过一系列的实验和检测手段，找出产品失效的物理和化学原因，为改进设计、生产和质量控制提供依据。失效分析是对产品失效原因进行调查、分析和解释的过程。失效分析的重要性提高产品质量和可靠性通过失效分析，可以找出产品中存在的问题和隐患，从而改进设计和生产过程，提高产品的可靠性和稳定性。保障安全对于一些关键和重要的产品，如航空航天、医疗设备等，失效可能会导
2、致严重的安全问题。因此，失效分析是保障安全的重要手段。维护声誉对于企业而言，产品的失效可能会导致声誉受损。通过失效分析，可以及时找出问题并采取措施，避免声誉受损。收集信息收集关于产品失效的信息，包括使用环境、使用时间、失效现象等。外观检查对失效产品进行外观检查，初步判断失效原因。物理检测通过X光、超声波等手段对产品进行物理检测，进一步了解失效原因。化学分析通过光谱、质谱等手段对产品的化学成分进行分析，确定失效原因。实验验证根据初步判断的失效原因，进行实验验证，进一步确认失效原因。报告撰写将分析过程和结果整理成报告，提出改进建议和措施。失效分析的流程PART 02IC失效分析基础2023REPO
3、RTING发生在产品有效期内，由于制造过程中材料或工艺缺陷导致的失效。早期失效偶然失效耗损失效由于偶然因素导致的失效，如外部应力、环境条件等。随着时间的推移，由于材料老化、疲劳等原因导致的失效。030201IC失效的分类IC失效的原因制造过程中由于工艺控制不当、材料缺陷等原因导致的失效。如机械应力、热应力等外部因素导致的失效。如温度、湿度、辐射等环境因素导致的失效。由于使用过程中超出设计范围、误操作等原因导致的失效。制造缺陷外部应力环境因素使用不当短路开路击穿漏电IC失效的机理01020304由于金属化迁移、热不稳定等原因导致的短路失效。由于连线断裂、接触不良等原因导致的开路失效。由于介质击穿
4、、过电压等原因导致的击穿失效。由于介质老化、表面污染等原因导致的漏电失效。PART 03失效分析工具与技术2023REPORTING总结词高分辨率的表面成像工具详细描述SEM利用高能电子束扫描样品表面，产生多种信号，包括二次电子、背散射电子和X射线等，从而获得样品的形貌、成分和晶体结构等信息。SEM在失效分析中常用于观察芯片表面微结构、寻找失效位置和观察失效现象等。扫描电子显微镜（SEM）总结词元素成分分析工具详细描述EDX通过测量X射线光子的能量和数量，确定样品中元素的种类和含量。在失效分析中，EDX常用于检测芯片表面的元素分布和污染，以及分析可能的化学反应产物。能量色散X射线光谱仪（EDX
5、）总结词高精度制样和加工工具详细描述FIB利用高能离子束对样品进行切割、研磨和刻蚀等操作，实现高精度制样和加工。在失效分析中，FIB常用于切割芯片，暴露内部结构和制作薄片样品，以便进一步观察和分析。聚焦离子束（FIB）电学性能测试工具总结词EBT利用电子束对芯片进行电学性能测试，可以测量芯片的电流、电压和电阻等参数。在失效分析中，EBT常用于检测芯片的电学性能异常，定位失效区域，并分析可能的物理机制。详细描述电子束测试（EBT）PART 04实际案例分析2023REPORTING改进措施优化热处理工艺参数，加强制程控制，提高芯片可靠性。失效现象存储器芯片在测试过程中出现读写错误。分析过程采用显
6、微镜观察芯片表面，发现存在微裂纹；通过X射线检测确定裂纹产生的原因；进一步分析工艺流程，发现是制造过程中热处理不当所致。失效机理热处理过程中，内部应力分布不均导致芯片表面出现微裂纹，裂纹扩展导致芯片功能失效。案例一：某公司存储器芯片失效分析通信芯片在正常工作时突然出现开路，导致信号传输中断。失效现象采用电子显微镜观察芯片内部结构，发现某连接线出现断裂；通过能谱分析确定断裂处材料成分异常。分析过程芯片内部连接线在制造过程中受到机械应力的影响，导致材料疲劳断裂。失效机理加强芯片内部结构设计和制程控制，优化连接线材料和制造工艺，提高芯片抗机械应力能力。改进措施案例二：某通信芯片开路失效分析案例三：某
7、CPU芯片短路失效分析失效现象CPU芯片在正常工作时突然出现短路，导致系统死机。分析过程采用电路仿真软件进行电流分析，发现某节点电流异常增大；通过显微镜观察该节点附近电路，发现存在金属颗粒引起的短路。失效机理芯片制造过程中，金属颗粒污染导致电路短路。改进措施加强制程控制和清洁度管理，优化工艺参数和设备维护，降低金属颗粒污染的风险。PART 05失效分析的挑战与展望2023REPORTING当前失效分析的挑战技术复杂性随着集成电路（IC）技术的不断发展，失效分析面临越来越多的技术挑战，如新材料、新工艺的引入增加了失效模式和机理的多样性。测试与验证难度在失效分析过程中，测试和验证的有效性对结果的影
8、响至关重要，但目前仍存在一定的难度。数据分析难度失效分析涉及大量数据采集、处理和分析，如何有效地管理和利用这些数据是一个重要挑战。人才短缺具备专业知识和技能的失效分析人才相对稀缺，增加了分析工作的难度。随着新技术的不断发展，失效分析将更加依赖于技术创新，如人工智能、机器学习等在失效分析中的应用将进一步深化。技术创新数据驱动的失效分析将成为主流，通过大数据技术对失效数据进行深入挖掘和分析，提高失效预测和预防的准确性。数据驱动失效分析将更加注重跨学科合作，包括物理学、化学、材料科学等多个领域，以提供更全面的失效分析解决方案。跨学科合作未来失效分析将更加注重标准化和规范化，制定统一的行业标准和规范，
9、提高失效分析的可靠性和可重复性。标准化与规范化未来失效分析的展望PART 06培训总结与答疑2023REPORTING介绍了失效分析的定义、目的和意义，以及其在集成电路产业中的重要性。失效分析概述失效机理与分类失效分析流程案例分析讲解了IC失效的主要机理和分类，包括时间依赖性失效、电学失效、物理失效等。详细介绍了失效分析的流程，包括样品准备、宏观检查、电学测试、物理分析等步骤。通过实际案例，演示了失效分析的具体操作和技巧，以及如何根据失效模式和机理提出改进措施。本次培训的主要内容回顾问题一回答问题三回答问题二回答如何确定失效点位置？可以通过扫描电子显微镜（SEM）和能量散射光谱仪（EDS）等手段来确定失效点位置，这些设备可以观察到芯片表面上的细节和元素分布。如何判断失效机理？根据失效现象和测试结果，可以初步判断失效机理。例如，如果芯片在可靠性测试中出现功能失效，可能是由于热载流子效应或时间依赖性氧化引起的。如何进行物理分析？物理分析是失效分析的重要步骤，可以通过聚焦离子束（FIB）和透射电子显微镜（TEM）等技术手段进行。这些技术可以观察芯片内部的微观结构和缺陷，进一步揭示失效机理。学员问题解答THANKS感谢观看2023REPORTING