失效分析在半导体制造中的原理及应用

摘要

失效分析是研究产品失效机理、提高产品成品率和可靠性的重要技术措施。失效分析工作者要从不同渠道收集失效信息，解剖分析，搞清机理，给出数据，然后对元器件设计、材料和工艺提出改进的措施或方案，再经质量管理部门认可并及时反馈到生产线，以提高产品质量水平。
　　 本文首先介绍了集成电路的历史，半导体工艺的发展趋势以及失效分析的重要地位。详细阐述了失效分析的制作流程，其中包含了在实际生产实践中的心得体会。重点进行了光学检测，电子显微镜检测和利用OBIRCH技术快速精确定位等方法的研究和实验，解决了生产过程中的实际问题，提高了分析效率。文中结合中芯国际亚微米工艺给出了大量的实验图片和测试数据，为进一步开展失效分析奠定了基础。

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第一章 引言

1.1集成电路芯片的重要地位

1.2硅集成电路的技术现状和发展

1.3硅集成电路的市场需求及对世界经济的重大影响

1.4提高芯片性能

1.4.1器件的特征尺寸不断缩小

1.4.2微电子与其它学科结合

1.4.3硅集成电路技术突破的关键点

1.5失效分析的产生和意义

1.5.1 IC设计领域的应用

1.5.2失效分析对良率提升

1.5.3失效分析对可靠性的提升

第二章 芯片失效的分析流程和常用方法

2.1失效分析的流程

2.1.1采样和调查

2.1.2初步检查

2.1.3自动测试

2.1.4管脚的特性测试

2.1.5去封装

2.1.6芯片表面分析

2.1.7纵向解剖

2.1.8给出试验结果

2.2失效分析的常用方法

2.2.1光学显微镜Optic Microscope

2.2.2 SEM的原理及应用

2.2.3 EDS的工作原理及应用

2.2.4 FIB的原理及应用

2.2.5 TEM的原理及应用

2.2.6 OBIRCH的原理与应用

第三章 失效分析技术在亚微米工艺中的应用研究

3.1常见亚微米失效分类

3.2失效分析技术对金属层空洞的研究

3.3失效分析技术对金属层短路的研究

3.4失效分析技术对连接孔失效的研究

3.4.1 VC定位技术在失效分析中的应用

3.4.2失效分析技术对连接孔失效的研究

第四章 结论

参考文献

致谢