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芯片失效分析


芯片失效分析


芯片失效分析

失效分析属于芯片反向工程开发范畴。龙人芯片失效分析主要提供封装去除、层次去除、芯片染色、芯片拍照、大图彩印、电路修改等技术服务项目。公司专门设立有集成电路失效分析实验室,配备了国外先进的等离子蚀刻机(RIE)、光学显微镜、电子显微镜(SEM)和聚焦离子束机(FIB)等设备,满足各项失效分析服务的要求。

公司拥有一套完善的失效分析流程及多种分析手段,全方位保证工程质量及项目文件的准确无误。
失效分析流程

1、外观检查,识别crack,burnt mark等问题,拍照。

2、非破坏性分析:主要用xray查看内部结构,csam—查看是否存在delamination

3、进行电测。

4、进行破坏性分析:即机械机械decap或化学decap等
常用分析手段

1、X-Ray 无损侦测,可用于检测

* IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性

* PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接

* 开路、短路或不正常连接的缺陷

* 封装中的锡球完整性

2、SAT超声波探伤仪/扫描超声波显微镜

可对IC封装内部结构进行非破坏性检测, 有效检出因水气或热能所造成的各种破坏如﹕

晶元面脱层

锡球、晶元或填胶中的裂缝

封装材料内部的气孔

各种孔洞如晶元接合面、锡球、填胶等处的孔洞

3、SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪

可用于材料结构分析/缺陷观察,元素组成常规微区分析,精确测量元器件尺寸

4、三种常用漏电流路径分析手段:EMMI微光显微镜/OBIRCH镭射光束诱发阻抗值变化测试/LC 液晶热点侦测

EMMI微光显微镜用于侦测ESD, Latch up, I/O Leakage, junction defect, hot electrons , oxide current leakage等所造成的异常。

OBIRCH常用于芯片内部高阻抗及低阻抗分析,线路漏电路径分析.利用OBIRCH方法,可以有效地对电路中缺陷定位,如线条中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻区等;也能有效的检测短路或漏电,是发光显微技术的有力补充。

LC可侦测因ESD,EOS应力破坏导致芯片失效的具体位置。

5、Probe Station 探针台/Probing Test 探针测试,可用来直接观测IC内部信号

6、ESD/Latch-up静电放电/闩锁效用测试

7、FIB做电路修改

FIB聚焦离子束可直接对金属线做切断、连接或跳线处理. 相对于再次流片验证, 先用FIB工具来验证线路设计的修改, 在时效和成本上具有非常明显的优势.

此外,公司技术团队还积累了诸如原子力显微镜AFM ,二次离子质谱 SIMS,飞行时间质谱TOF - SIMS ,透射电镜TEM , 场发射电镜,场发射扫描俄歇探针, X 光电子能谱XPS ,L-I-V测试系统,能量损失 X 光微区分析系统等多种复杂分析手段。

服务项目

封装去除

龙人利用先进的开盖设备和丰富的操作经验,能够安全快速去除各种类型的芯片封装,专业提供芯片开盖与取晶粒服务。


芯片失效分析

芯片开盖


芯片失效分析

开盖机


层次去除

龙人采用先进的刻蚀设备和成熟的刻蚀方法,专业提供去除聚酰亚氨(Polyimide)、去除氧化层(SiO2)、去除钝化层(Si3N4、SiO2)、去除金属层(Al 、CU、W)等芯片去层次技术支持与服务,承诺以完美的刻蚀效果为客户提供专业的芯片处理。

芯片染色

阱区染色:模拟类型芯片进行反向分析往往需要分析P阱和N阱的分布情况,因此需要对芯片进行阱区染色,把P阱和N阱用不同的颜色加以区分。


芯片失效分析

阱区染色


ROM码点染色:ROM存储模式中有大部分是利用离子注入的方式来区分0和1,当读取ROM中的0和1代码时,就需要对芯片进行染色以区分0和1。

芯片拍照

为保证良好的拍照效果,我们采用先进光学显微镜和电子显微镜,能够拍摄90nm工艺以上的各种芯片的图像。同时,我们免费为客户进行图像的三维拼接,能够大带同层图像完整无缝、异层图像精确对准的效果。


芯片失效分析

0.35u工艺图像


芯片失效分析

0.18u工艺图像


芯片大图彩印业务是把芯片数码图像印刷成大幅面纸张照片的一项服务。此业务克服了传统拼图中质量低效率差等诸多缺点,节省了宝贵时间并提高了后续提图质量。龙芯大图彩印主要工艺优势表现在:

1、大图完整无缝,大图效果就像芯片本身被放大成指定倍率后的效果一样,完全避免了传统拼图中的丢线和图像参差现象发生。

2、异层照片精确对准,印刷后的大图严格保留着芯片层间对准关系,提图时可以很方便地进行通孔定位。

3、精确放大倍率,1um在放大1000倍时,在照片上就是严格的1mm,从而保证精确快捷地测量器件的尺寸。

4、定位线和微米尺,每幅大图边框上绘制了以微米为单位的坐标系和半透明定位线,以方便用户测量和定位。

电路修改

我们利用先进的聚焦离子束机(FIB)通过刻蚀和沉积的方法能够修改多层布线的集成电路芯片。主要服务项目包括集成电路芯片引线修改(能够修改最小工艺为90nm);集成电路芯片材料和成分鉴定;微电路故障分析(最小尺寸为40nm);制作纳米级的光电子器件、生物传感器件和超到电子器件等。

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