集成电路潜在工艺缺陷产生机理及检测方法研究

摘要

研究了激光作用下集成电路中热的传导方式.将已开盖的CPGA封装的集成电路放置于测试板中,测试板用于给集成电路提供电连接,然后将该测试板置于激光扫描平台上,用激光扫描芯片表面,在激光扫描过程中,用示波器对集成电路的旁路输出信号进行监测,研究了激光功率、作用方式对集成电路可靠性的影响,并与没有经历过激光扫描的集成电路的输出特性进行了对比.当激光的扫描输出功率较大时,被激光扫描后的芯片会出现失效现象,没有输出信号,同时电源电流出现较大变化,这种变化不会因激光光源消失而发生变化,基本上恒定不变;激光的作用不仅影响集成电路的输出信号,还使集成电路的电源电流出现较大变化,利用光发射显微分析技术(PEM,Photon Emission Microscopy)和光致电阻变化技术(OBIRCH,Optical Beam Induced Resistance Change)对失效芯片进行了分析,结果在失效芯片上均找到了明显的失效部位.随后失效部位的聚焦离子束(FIB)分析表明,失效是由集成电路中的CMP工艺缺陷引起,这些工艺缺陷在激光作用下加速了扩展进程,导致了失效的发生.因此通过短时间的激光扫描,即可暴露出芯片中的潜在缺陷,达到快速检测芯片可靠性的目的.