失效分析在半导体制造中的原理及应用

论文摘要

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。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 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