सर्वसाधारणपणे, सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या विकास, उत्पादन आणि वापरात थोड्या प्रमाणात अपयश टाळणे कठीण आहे. उत्पादनाच्या गुणवत्तेच्या आवश्यकतांमध्ये सतत सुधारणा होत असल्याने, अपयश विश्लेषण अधिकाधिक महत्वाचे होत चालले आहे. विशिष्ट अपयश चिप्सचे विश्लेषण करून, ते सर्किट डिझायनर्सना डिव्हाइस डिझाइनमधील दोष, प्रक्रिया पॅरामीटर्सची जुळत नाही, परिधीय सर्किटची अवास्तव रचना किंवा समस्येमुळे होणारे चुकीचे ऑपरेशन शोधण्यात मदत करू शकते. सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या अपयश विश्लेषणाची आवश्यकता प्रामुख्याने खालील पैलूंमध्ये प्रकट होते:
(१) डिव्हाइस चिपच्या बिघाडाची यंत्रणा निश्चित करण्यासाठी अपयश विश्लेषण हे एक आवश्यक साधन आहे;
(२) अपयश विश्लेषण प्रभावी दोष निदानासाठी आवश्यक आधार आणि माहिती प्रदान करते;
(३) बिघाड विश्लेषण डिझाइन अभियंत्यांना चिप डिझाइनमध्ये सतत सुधारणा किंवा दुरुस्ती करण्यासाठी आणि डिझाइन स्पेसिफिकेशननुसार ते अधिक वाजवी बनवण्यासाठी आवश्यक अभिप्राय माहिती प्रदान करते;
(४) अपयश विश्लेषण उत्पादन चाचणीसाठी आवश्यक पूरक प्रदान करू शकते आणि पडताळणी चाचणी प्रक्रियेच्या ऑप्टिमायझेशनसाठी आवश्यक माहिती आधार प्रदान करू शकते.
सेमीकंडक्टर डायोड, ऑडिओन्स किंवा इंटिग्रेटेड सर्किट्सच्या बिघाड विश्लेषणासाठी, प्रथम इलेक्ट्रिकल पॅरामीटर्स तपासले पाहिजेत आणि ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपखाली देखावा तपासणीनंतर, पॅकेजिंग काढून टाकले पाहिजे. चिप फंक्शनची अखंडता राखताना, अंतर्गत आणि बाह्य लीड्स, बाँडिंग पॉइंट्स आणि चिपची पृष्ठभाग शक्य तितक्या दूर ठेवली पाहिजे, जेणेकरून विश्लेषणाच्या पुढील चरणाची तयारी करता येईल.
हे विश्लेषण करण्यासाठी स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी आणि एनर्जी स्पेक्ट्रम वापरणे: सूक्ष्म आकारविज्ञानाचे निरीक्षण, अपयश बिंदू शोध, दोष बिंदू निरीक्षण आणि स्थान, उपकरणाच्या सूक्ष्म भूमिती आकाराचे आणि खडबडीत पृष्ठभागाच्या संभाव्य वितरणाचे अचूक मापन आणि डिजिटल गेट सर्किटचे तार्किक निर्णय (व्होल्टेज कॉन्ट्रास्ट इमेज पद्धतीसह) यांचा समावेश आहे; हे विश्लेषण करण्यासाठी एनर्जी स्पेक्ट्रोमीटर किंवा स्पेक्ट्रोमीटर वापरा: सूक्ष्म घटक रचना विश्लेषण, सामग्री रचना किंवा प्रदूषक विश्लेषण.
०१. अर्धवाहक उपकरणांचे पृष्ठभागावरील दोष आणि जळणे
आकृती १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, अर्धसंवाहक उपकरणांचे पृष्ठभागावरील दोष आणि बर्न-आउट हे दोन्ही सामान्य अपयश मोड आहेत, जे एकात्मिक सर्किटच्या शुद्ध केलेल्या थराचा दोष आहे.

आकृती २ मध्ये एकात्मिक सर्किटच्या मेटालाइज्ड लेयरच्या पृष्ठभागावरील दोष दाखवला आहे.

आकृती ३ मध्ये एकात्मिक सर्किटच्या दोन धातूच्या पट्ट्यांमधील ब्रेकडाउन चॅनेल दाखवले आहे.

आकृती ४ मध्ये मायक्रोवेव्ह उपकरणातील एअर ब्रिजवरील धातूच्या पट्टीचे कोसळणे आणि स्क्यू डिफॉर्मेशन दाखवले आहे.

आकृती ५ मध्ये मायक्रोवेव्ह ट्यूबचा ग्रिड बर्नआउट दाखवला आहे.

आकृती ६ मध्ये एकात्मिक विद्युत धातूच्या तारेला झालेले यांत्रिक नुकसान दाखवले आहे.

आकृती ७ मध्ये मेसा डायोड चिप उघडणे आणि दोष दाखवला आहे.

आकृती ८ मध्ये एकात्मिक सर्किटच्या इनपुटवर संरक्षक डायोडचे ब्रेकडाउन दाखवले आहे.

आकृती ९ मध्ये असे दिसून आले आहे की एकात्मिक सर्किट चिपची पृष्ठभाग यांत्रिक परिणामामुळे खराब झाली आहे.

आकृती १० मध्ये एकात्मिक सर्किट चिपचे आंशिक बर्नआउट दाखवले आहे.

आकृती ११ मध्ये डायोड चिप तुटलेली आणि गंभीरपणे जळालेली दाखवली आहे आणि ब्रेकडाउन पॉइंट्स वितळण्याच्या अवस्थेत बदलले आहेत.

आकृती १२ मध्ये गॅलियम नायट्राइड मायक्रोवेव्ह पॉवर ट्यूब चिप जळालेली दाखवली आहे आणि जळलेल्या बिंदूवर वितळलेल्या थुंकीची स्थिती आहे.
०२. इलेक्ट्रोस्टॅटिक ब्रेकडाउन
सेमीकंडक्टर उपकरणे उत्पादन, पॅकेजिंग, वाहतूक ते सर्किट बोर्डवर घालण्यापर्यंत, वेल्डिंग, मशीन असेंब्ली आणि इतर प्रक्रियांसाठी स्थिर वीज धोक्यात येते. या प्रक्रियेत, वारंवार हालचाल आणि बाह्य जगाद्वारे निर्माण होणाऱ्या स्थिर वीजेच्या सहज संपर्कामुळे वाहतुकीचे नुकसान होते. म्हणून, नुकसान कमी करण्यासाठी ट्रान्समिशन आणि वाहतुकीदरम्यान इलेक्ट्रोस्टॅटिक संरक्षणाकडे विशेष लक्ष दिले पाहिजे.
एकध्रुवीय एमओएस ट्यूब आणि एमओएस इंटिग्रेटेड सर्किट असलेल्या सेमीकंडक्टर उपकरणांमध्ये, स्थिर विजेसाठी विशेषतः एमओएस ट्यूब संवेदनशील असते, कारण त्याचा स्वतःचा इनपुट रेझिस्टन्स खूप जास्त असतो आणि गेट-सोर्स इलेक्ट्रोड कॅपेसिटन्स खूप लहान असतो, त्यामुळे बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड किंवा इलेक्ट्रोस्टॅटिक इंडक्शन आणि चार्जमुळे प्रभावित होणे खूप सोपे असते आणि इलेक्ट्रोस्टॅटिक जनरेशनमुळे, वेळेत चार्ज डिस्चार्ज करणे कठीण असते, म्हणूनच, डिव्हाइसच्या तात्काळ ब्रेकडाउनमध्ये स्थिर वीज जमा करणे सोपे आहे. इलेक्ट्रोस्टॅटिक ब्रेकडाउनचे स्वरूप प्रामुख्याने इलेक्ट्रिकल इनजिनियस ब्रेकडाउन आहे, म्हणजेच, ग्रिडचा पातळ ऑक्साईड थर तुटतो, एक पिनहोल तयार करतो, जो ग्रिड आणि स्त्रोत किंवा ग्रिड आणि ड्रेनमधील अंतर कमी करतो.
आणि MOS ट्यूबच्या तुलनेत MOS इंटिग्रेटेड सर्किटची अँटीस्टॅटिक ब्रेकडाउन क्षमता तुलनेने थोडी चांगली आहे, कारण MOS इंटिग्रेटेड सर्किटचे इनपुट टर्मिनल प्रोटेक्टिव्ह डायोडने सुसज्ज आहे. एकदा बहुतेक प्रोटेक्टिव्ह डायोडमध्ये मोठा इलेक्ट्रोस्टॅटिक व्होल्टेज किंवा सर्ज व्होल्टेज आला की तो जमिनीवर स्विच केला जाऊ शकतो, परंतु जर व्होल्टेज खूप जास्त असेल किंवा तात्काळ अॅम्प्लिफिकेशन करंट खूप मोठा असेल, तर कधीकधी प्रोटेक्टिव्ह डायोड स्वतःहून बदलतात, जसे की आकृती 8 मध्ये दाखवले आहे.
आकृती १३ मध्ये दाखवलेली अनेक चित्रे MOS इंटिग्रेटेड सर्किटची इलेक्ट्रोस्टॅटिक ब्रेकडाउन टोपोग्राफी आहेत. ब्रेकडाउन पॉइंट लहान आणि खोल आहे, जो वितळलेल्या थुंकीची स्थिती दर्शवितो.

आकृती १४ मध्ये संगणकाच्या हार्ड डिस्कच्या चुंबकीय डोक्याच्या इलेक्ट्रोस्टॅटिक ब्रेकडाउनचे स्वरूप दाखवले आहे.

पोस्ट वेळ: जुलै-०८-२०२३