सर्वसाधारणपणे, अर्धसंवाहक उपकरणांच्या विकास, उत्पादन आणि वापरामध्ये कमी प्रमाणात अपयश टाळणे कठीण आहे. उत्पादनाच्या गुणवत्तेच्या आवश्यकतांच्या सतत सुधारणांसह, अपयशाचे विश्लेषण अधिकाधिक महत्त्वाचे होत आहे. विशिष्ट अपयशी चिप्सचे विश्लेषण करून, ते सर्किट डिझाइनर्सना डिव्हाइस डिझाइनमधील दोष शोधण्यात मदत करू शकते, प्रक्रिया पॅरामीटर्सची जुळत नाही, परिधीय सर्किटची अवास्तव रचना किंवा समस्येमुळे होणारे चुकीचे ऑपरेशन. सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या अयशस्वी विश्लेषणाची आवश्यकता प्रामुख्याने खालील पैलूंमध्ये प्रकट होते:
(1) अयशस्वी विश्लेषण हे डिव्हाइस चिपची अपयश यंत्रणा निर्धारित करण्यासाठी आवश्यक साधन आहे;
(२) अयशस्वी विश्लेषण प्रभावी दोष निदानासाठी आवश्यक आधार आणि माहिती प्रदान करते;
(३) अयशस्वी विश्लेषण डिझाईन अभियंत्यांना चिप डिझाइनमध्ये सतत सुधारणा करण्यासाठी किंवा दुरुस्त करण्यासाठी आणि डिझाइन तपशीलानुसार ते अधिक वाजवी करण्यासाठी आवश्यक अभिप्राय माहिती प्रदान करते;
(4) अयशस्वी विश्लेषण उत्पादन चाचणीसाठी आवश्यक परिशिष्ट प्रदान करू शकते आणि सत्यापन चाचणी प्रक्रियेच्या अनुकूलतेसाठी आवश्यक माहिती आधार प्रदान करू शकते.
सेमीकंडक्टर डायोड्स, ऑडिओन्स किंवा इंटिग्रेटेड सर्किट्सच्या अयशस्वी विश्लेषणासाठी, इलेक्ट्रिकल पॅरामीटर्सची प्रथम चाचणी केली पाहिजे आणि ऑप्टिकल मायक्रोस्कोप अंतर्गत देखावा तपासणी केल्यानंतर, पॅकेजिंग काढून टाकले पाहिजे. चिप फंक्शनची अखंडता राखत असताना, अंतर्गत आणि बाह्य लीड्स, बाँडिंग पॉइंट्स आणि चिपची पृष्ठभाग शक्य तितक्या दूर ठेवली पाहिजे, जेणेकरून विश्लेषणाच्या पुढील चरणासाठी तयारी करता येईल.
हे विश्लेषण करण्यासाठी स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी आणि एनर्जी स्पेक्ट्रम वापरणे: मायक्रोस्कोपिक मॉर्फोलॉजीचे निरीक्षण, अपयश बिंदू शोध, दोष बिंदू निरीक्षण आणि स्थान, डिव्हाइसच्या सूक्ष्म भूमितीच्या आकाराचे अचूक मापन आणि खडबडीत पृष्ठभाग संभाव्य वितरण आणि डिजिटल गेटचे तर्कशास्त्र सर्किट (व्होल्टेज कॉन्ट्रास्ट इमेज पद्धतीसह); हे विश्लेषण करण्यासाठी एनर्जी स्पेक्ट्रोमीटर किंवा स्पेक्ट्रोमीटर वापरा: सूक्ष्म घटक रचना विश्लेषण, सामग्री संरचना किंवा प्रदूषक विश्लेषण.
01. सेमीकंडक्टर उपकरणांचे पृष्ठभाग दोष आणि बर्न
आकृती 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, पृष्ठभागावरील दोष आणि अर्धसंवाहक उपकरणांचे बर्न-आउट हे दोन्ही सामान्य अपयश मोड आहेत, जे एकात्मिक सर्किटच्या शुद्ध केलेल्या स्तराचे दोष आहे.
आकृती 2 एकात्मिक सर्किटच्या मेटालाइज्ड लेयरच्या पृष्ठभागावरील दोष दर्शविते.
आकृती 3 एकात्मिक सर्किटच्या दोन धातूच्या पट्ट्यांमधील ब्रेकडाउन चॅनेल दर्शविते.
आकृती 4 मायक्रोवेव्ह उपकरणातील एअर ब्रिजवर मेटल स्ट्रिप कोसळणे आणि स्क्यू विरूपण दर्शविते.
आकृती 5 मायक्रोवेव्ह ट्यूबचे ग्रिड बर्नआउट दर्शवते.
आकृती 6 एकात्मिक इलेक्ट्रिकल मेटॅलाइज्ड वायरचे यांत्रिक नुकसान दर्शविते.
आकृती 7 मेसा डायोड चिप उघडणे आणि दोष दर्शविते.
आकृती 8 इंटिग्रेटेड सर्किटच्या इनपुटवर संरक्षणात्मक डायोडचे विघटन दर्शविते.
आकृती 9 दर्शविते की एकात्मिक सर्किट चिपची पृष्ठभाग यांत्रिक प्रभावामुळे खराब झाली आहे.
आकृती 10 इंटिग्रेटेड सर्किट चिपचे आंशिक बर्नआउट दर्शविते.
आकृती 11 दाखवते की डायोड चिप तुटलेली आणि गंभीरपणे जळली आणि ब्रेकडाउन पॉइंट वितळण्याच्या स्थितीत बदलले.
आकृती 12 गॅलियम नायट्राइड मायक्रोवेव्ह पॉवर ट्यूब चिप जळलेली दर्शविते आणि जळलेला बिंदू वितळलेल्या थुंकीची स्थिती दर्शवितो.
02. इलेक्ट्रोस्टॅटिक ब्रेकडाउन
सेमीकंडक्टर उपकरणे उत्पादन, पॅकेजिंग, वाहतूक ते सर्किट बोर्डवर इन्सर्टेशन, वेल्डिंग, मशीन असेंब्ली आणि इतर प्रक्रियांपर्यंत स्थिर विजेच्या धोक्यात आहेत. या प्रक्रियेत, वारंवार हालचाल आणि बाह्य जगाद्वारे तयार केलेल्या स्थिर विजेच्या सहज संपर्कामुळे वाहतुकीचे नुकसान होते. म्हणून, तोटा कमी करण्यासाठी ट्रान्समिशन आणि वाहतूक दरम्यान इलेक्ट्रोस्टॅटिक संरक्षणावर विशेष लक्ष दिले पाहिजे.
युनिपोलर एमओएस ट्यूब आणि एमओएस इंटिग्रेटेड सर्किट असलेल्या सेमीकंडक्टर उपकरणांमध्ये स्थिर वीज, विशेषत: एमओएस ट्यूब विशेषत: संवेदनशील असते, कारण त्याच्या स्वत: च्या इनपुट प्रतिरोधक क्षमता खूप जास्त असते आणि गेट-स्रोत इलेक्ट्रोड कॅपॅसिटन्स खूप लहान असते, त्यामुळे ते खूप सोपे आहे. बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड किंवा इलेक्ट्रोस्टॅटिक इंडक्शनने प्रभावित आणि चार्ज केलेले, आणि इलेक्ट्रोस्टॅटिक जनरेशनमुळे, चार्ज वेळेत सोडणे कठीण आहे, म्हणून, डिव्हाइसचे तात्काळ बिघाड करण्यासाठी स्थिर वीज जमा करणे सोपे आहे. इलेक्ट्रोस्टॅटिक ब्रेकडाउनचे स्वरूप मुख्यतः इलेक्ट्रिकल कल्पक ब्रेकडाउन आहे, म्हणजेच, ग्रिडचा पातळ ऑक्साईड थर तुटून एक पिनहोल बनतो, जो ग्रिड आणि स्त्रोत किंवा ग्रिड आणि ड्रेनमधील अंतर कमी करतो.
आणि MOS ट्यूब MOS इंटिग्रेटेड सर्किटच्या तुलनेत अँटिस्टॅटिक ब्रेकडाउन क्षमता तुलनेने थोडी चांगली आहे, कारण MOS इंटिग्रेटेड सर्किटचे इनपुट टर्मिनल संरक्षक डायोडसह सुसज्ज आहे. एकदा मोठे इलेक्ट्रोस्टॅटिक व्होल्टेज किंवा सर्ज व्होल्टेज मिळाल्यास बहुतेक संरक्षक डायोड जमिनीवर स्विच केले जाऊ शकतात, परंतु जर व्होल्टेज खूप जास्त असेल किंवा तात्काळ प्रवर्धक प्रवाह खूप मोठा असेल, तर काही वेळा आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे संरक्षक डायोड स्वतःच बदलतात. 8.
आकृती13 मध्ये दर्शविलेली अनेक चित्रे MOS इंटिग्रेटेड सर्किटची इलेक्ट्रोस्टॅटिक ब्रेकडाउन टोपोग्राफी आहेत. ब्रेकडाउन पॉईंट लहान आणि खोल आहे, वितळलेल्या थुंकीची स्थिती सादर करते.
आकृती 14 संगणक हार्ड डिस्कच्या चुंबकीय हेडच्या इलेक्ट्रोस्टॅटिक ब्रेकडाउनचे स्वरूप दर्शविते.
पोस्ट वेळ: जुलै-०८-२०२३
