半导体失效分析是确保半导体器件可靠性和性能的关键技术，它通过对失效半导体芯片的深入分析，确定其失效的根本原因。失效可能由多种因素引起，包括材料缺陷、设计不足、工艺问题、环境因素或操作失误。
 

　　失效分类
 

　　断裂失效：
 

　　应力腐蚀：材料在应力和腐蚀环境共同作用下发生的断裂。
 

　　高温应力断裂：材料在高温和应力长期作用下发生的断裂。
 

　　疲劳断裂：材料在反复应力作用下发生的断裂。
 

　　非断裂失效：
 

　　磨损失效：由于摩擦导致的材料表面磨损。
 

　　腐蚀失效：材料在化学或电化学作用下发生的损坏。
 

　　变形失效：材料在外力作用下发生的不可逆形变。
 

　　复合失效机理：
 

　　多种失效机理综合作用，如应力腐蚀和疲劳断裂的共同作用导致的失效。
 

　　失效分析的重要性
 

　　失效分析不仅有助于工艺的不断改进和优化，修复芯片设计中的缺陷，还为故障诊断提供了关键的证据支持。此外，它为生产测试环节提供了重要的补充，确保了产品质量和可靠性。
 

　　中科检测的半导体失效分析服务
 

　　中科检测凭借其专业的技术团队和CMA资质认证，为客户提供全面的半导体失效分析服务，以下是一些具体的失效现象和分析方法：
 

　　失效现象
 

　　开路：
 

　　EOS(电气过应力)：由于电压或电流超过器件承受范围导致的损坏。
 

　　ESD(静电放电)：静电放电造成的器件损坏。
 

　　电迁移：电流导致的金属迁移，引起线路断裂。
 

　　应力迁移：金属互连线的应力引起的断裂。
 

　　腐蚀：化学腐蚀导致的金属线路断裂。
 

　　键合点脱落：键合点因机械或热应力而脱落。
 

　　机械应力：外力导致的器件结构损坏。
 

　　热变应力：温度变化引起的应力导致器件损坏。
 

　　短路：
 

　　PN结缺陷：PN结区域的缺陷导致的短路。
 

　　PN结穿钉：PN结区域的穿透性缺陷。
 

　　介质击穿：绝缘材料因电应力而失效。
 

　　金属迁移：金属原子迁移导致的短路。
 

　　参漂：
 

　　氧化层电荷：氧化层中的电荷变化影响器件性能。
 

　　表面离子：表面吸附的离子影响器件的电性能。
 

　　芯片裂纹：芯片内部的裂纹导致性能下降。
 

　　热载流子：热载流子效应导致的器件参数变化。
 

　　辐射损伤：辐射导致的器件性能退化。
 

　　功能失效：
 

　　EOS、ESD：如实例一中的浪涌损坏，导致整流桥功能失效。
 

　　失效分析方法
 

　　目检：
 

　　观察芯片表面的各种缺陷，如沾污、裂纹、腐蚀等。
 

　　电测试：
 

　　测试器件的电性能参数，确认其功能是否正常。
 

　　X射线照相：
 

　　检查内部结构，如键合金丝的完整性、焊点焊接情况等。
 

　　超声扫描：
 

　　利用超声波检测封装结构中的内部缺陷。
 

　　扫描电镜及能谱：
 

　　分析失效样品的微观结构和化学成分。
 

　　密封检测：
 

　　判断器件的气密性和漏率。
 

　　PIND：
 

　　检测器件内是否存在多余的可动颗粒。
 

　　内部气氛检测：
 

　　测量器件内部的水汽、氧气、二氧化碳等气氛。
 

　　红外成像：
 

　　通过观察芯片表面的热点位置，诊断潜在的击穿或短路问题。
 

　　中科检测的半导体失效分析服务，不仅能够帮助客户找出问题的根源，还能够提供改进建议，从而提高产品的可靠性和市场竞争力。