[backcolor=rgba(0, 0, 0, 0.05)][color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]原創(chuàng) [color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]芯片失效分析 半導體工程師 [color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]2022-01-21 09:54
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失效分析用IV曲線追蹤儀
主要用途：
集成電路芯片類是目前失效分析中最復雜的過程，成品集成電路IC往往是封裝完好的芯片，封裝形式有DIP,QFP,PGA,BGA,QFN等等幾十種類型，每種類型芯片管腳又由幾只到幾百只不等，即使同種封裝形式同樣管腳的芯片，內(nèi)部晶圓（Die）的不同，也會將其功能千變?nèi)f化，空間中心所作為實際分析承載單位，如果測試成千上萬種元器件，每種元器件編程過程也是需要一個復雜的過程，失效分析用IV曲線追蹤儀則可以直接記錄待測樣品的所有數(shù)據(jù)，與原始數(shù)據(jù)比對，從而判斷元器件具體失效管腳，是集成電路領域無損檢測環(huán)節(jié)不可或缺的一環(huán)。
該設備主要用于已封裝或未封裝集成電路的開路/短路測試，I/V特性分析，靜態(tài)電流測量，漏電檢測；用于集成電路或系統(tǒng)電路的篩選和失效分析。
圖一
新增設備的必要性：
失效分析用IV曲線追蹤儀主要用于分析IC的所有電流電壓曲線，用于鑒定其任意某一條曲線是否出現(xiàn)偏差，可以很大程度上彌補X光檢測由于分辨率無法分析的部分芯片，且可以在封裝領域及開封后兩次驗證IV曲線是否偏差的問題。此設備可以在不需要詳細了解IC的所有數(shù)據(jù)的前提下通過良品及可疑帶測品的數(shù)據(jù)比對完成測試，可以大幅度提高篩選及分析工作效率，保證測試正確性。
目前在集成電路行業(yè)中，對集成電路可靠性要求很高。芯片在工作中，微漏電現(xiàn)象較為普遍，微弱漏電在極端情況下往往會無限放大，造成芯片甚至整個控制系統(tǒng)失效，所以芯片微漏電現(xiàn)象是對于集成電路失效分析中極端重要的一環(huán)，
使用失效分析用IV曲線追蹤儀，可以通過曲線的微弱偏差確認具體的漏電管腳，從未為下一步EMMI光子偵測及液晶實驗提供測試條件及測試依據(jù)。從而完善整個測試流程。
目前七〇八所尚不具備對數(shù)字，邏輯等元器件的整體無損檢測電性分析定位能力，無法滿足“核高基”、“宇高工程”、“二代導航”后期多項宇航元器件等通用元件標準的測試方法驗證需求和相關宇航元器件的標準研制與驗證任務。
目前，此設備作為集成電路失效分析必須設備，眾多第三方檢測單位均擁有，但由于試驗較多，無法保證試驗進度，眾多實驗室均處于滿載狀態(tài)。
工藝對設備的主要技術要求：
2.2.1 自動IV曲線追蹤儀
*2.2.1.1 設備用途
*2.2.1.1.1 可用于256管腳以內(nèi)集成電路的開路/短路測試，I/V特性分析，漏電檢測，靜態(tài)電流測量。分析樣品是否失效及失效原因。
*2.2.1.1.2 以合格樣品的I/V特性曲線、開路/短路、漏電等數(shù)據(jù)作為比對標準，對比分析失效樣品（可同時進行至少100條I/V曲線比對）。
*2.2.1.1.3 不同樣品同一I/V曲線可在同一界面顯示，用于判定失效樣品與合格樣品I/V曲線偏差點及偏差范圍。
2.2.1.2 設備參數(shù)
*2.2.1.2.1 每個管腳測試時間不大于10ms，間隔時間至少在2ms-2000ms內(nèi)可調(diào)。
2.2.1.2.2 256通道母板一塊，包含128管腳、256管腳接口（母口）各一個。
2.2.1.2.3 雙列直插（間距600mil以下）48管腳，雙列直插（間距750mil以上）64管腳標準插座各一個。
*2.2.1.2.4 具備開機自檢功能，保證測試前設備狀態(tài)正常，測試界面能夠顯示設備狀態(tài)。
*2.2.1.2.5 具備自檢模塊，可在自檢模塊內(nèi)檢測通道問題，實現(xiàn)測試單元自我校驗功能。
2.2.1.2.6 具備機械手接口及控制程序，可與多種機械手完成通信。
*2.2.1.2.7 具備用戶自定義模式，開路/短路測試中可進行至少六種自定義測試方式，可將同種芯片的測試結果直接保存于excel文檔中，對不同結果采用不同顏色區(qū)分，從而將芯片合格品及失效管腳輕松分辨。
2.2.1.2.8 可建立測試項目，將測試條件及結果保存，下次測試中，直接調(diào)取合格品測試數(shù)據(jù)即可完成比對分析，測試項目結果可直接打印或保存，并不得更改。
2.2.1.2.9 可將多顆同種芯片測試結果置于一個報告中。
*2.2.1.2.10 可對BGA封裝樣品測試進行圖形化編程。
*2.2.1.2.11 可進行低電平漏電測試，在明確芯片I/O，VCC，VSS管腳定義的情況下，芯片未工作時即可測試芯片管腳的漏電，可測試10μA及以上漏電。
*2.2.1.2.12 測試管腳開短路時，可自動將芯片內(nèi)部電容充電完成后測試，保證測試結果準確性。
*2.2.1.2.13 I/V曲線測量至少可以采用Pin to all，all to Pin，Pin to Pin三種模式，可將被測樣品的I/V曲線數(shù)據(jù)保存，并使用其他芯片I/V曲線與其作比對。
*2.2.1.2.14 內(nèi)置3組源測量單元，每個源測量單元規(guī)格不低于：
*2.2.1.2.15 源測量單元一用于I/V曲線測量時，源測量單元二和三可用于提供某些管腳加偏置應用。（例如，繪制角2對角3的I/V曲線過程中，可對角4和角5分別施加3.3V和5V的偏壓）
2.2.1.2.16 源測量單元一若損壞，源測量單元二自動替補源測量單元一。
新增調(diào)研與選型情況：
經(jīng)過市場調(diào)研，目前國內(nèi)市場市場分析用IV曲線追蹤儀主要有ADVANCED,泰克定制型號，是德定制型號部分，泰克及是德定制目前未提供實際參數(shù)，故用標準機參與比對
Smart-1 Auto Curve Tracer
[/td][td=1,1,258.6666666666667] Smart-1 失效分析用IV曲線追蹤儀Auto Curve Tracer[/td][td=1,1,190.66666666666666] 泰克及是德標準IV曲線分析儀 |
1. [/td][td=1,1,258.6666666666667] 測試通道: 基本64ch, 標準256通道，最大可擴充至4096ch[/td][td=1,1,190.66666666666666] 測試通道: 2ch, 擴充測試通道很困難 |
2. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 機臺功能: 元器件開短路量測以及良品不良品比對元器件IV曲線量測以及良品不良品比對元器件漏電量測以及比對 元器件unpower leakage以及比對 主要應用于IC失效分析領域 [/td][td=1,1,220.66666666666666] 機臺功能: 只有Curve Tracer function |
3. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 量測方式: 有手動量測模式,可搭配探棒 計算機設定, 自動量測IC 每一Pin 之 I / V Curve [/td][td=1,1,190.66666666666666] 量測方式: 只能手動方式去量測每一Pin之 I / V Curve, 如有很多Pin腳時, 會耗費很多分析時間. |
4. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 分析時間: 因為采計算機化控制, 所以量測時間很快.[/td][td=1,1,190.66666666666666] 分析時間: 因為只能手動量測,所以量測時間很長! |
5. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 快檢模式: 具有All to Pin & Pin to All 之快檢模式,所以可以快速篩檢出有Open/Short之Pin腳[/td][td=1,1,190.66666666666666] 快檢模式: 純手動操作, 無此功能 |
6. [/td][td=1,1,242.66666666666669] I / V Curve量測比對功能: 可量取一Golden Sample之I / V Curve , 然后與未知之待測sample做比對,在同一界面可同時比對上百條IV曲線，也可同時顯示上百條IV曲線，可快速篩出有問題之sample,非常便利![/td][td=1,1,190.66666666666666] I / V Curve 比對功能: 純手動操作, 無此功能 |
7. [/td][td=1,1,242.66666666666669] SMU : 標準配備具有 3 組, 所以可以量測IC 在Bias 狀態(tài)下之Powered Curve Tracer & Powered Leakage Test. 即量測IO對G 曲線時，可利用其它2組SMU對VCC或RESETpin持續(xù)偏壓 SMU1損壞,SMU2自動替補[/td][td=1,1,190.66666666666666] SMU: 標準只有1組, 無法做Powered Curve Tracer & Powered Leakage Test 可以增加至3組 |
8. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 分析報告產(chǎn)出: 量測之結果 可直接產(chǎn)出客戶所需之報告格式, 并可透過網(wǎng)絡直接分享給相關部門來討論.[/td][td=1,1,190.66666666666666] 分析報告產(chǎn)出: 需將測試數(shù)據(jù)Copy 出來到計算機后去進行編輯,比較耗費時間&人力, 不夠人性化! |
9. [/td][td=1,1,242.66666666666669] IV曲線取點數(shù)量：無限制，間隔.0001V-0.5V可設定，間隔時間可設定。[/td][td=1,1,190.66666666666666] 主要用于材料分析，半導體領域主要應用于wafer量測，取點精度高在0.1pA。 |
10. [/td][td=1,1,242.66666666666669] IV比對方式： 可采用傳統(tǒng)I/O對G或VCC對I/O,也可采用ALL to pin或pin to all,這種情況下描繪的IV曲線就是二極管曲線，良品不良品比對結果在范圍內(nèi)，容易分辨良品不良品[/td][td=1,1,190.66666666666666] 無此功能 |
11. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 量產(chǎn)測試: 可外接Handler, 做大量生產(chǎn)測試[/td][td=1,1,190.66666666666666] 無此功能 |
12. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 測試Program : 每個產(chǎn)品之測試Program皆可儲存下來, 下次要再分析時, 即可開啟馬上進行測試 ![/td][td=1,1,190.66666666666666] 無此功能 |
13. [/td][td=1,1,242.66666666666669] Failure analysis 經(jīng)驗: 敝司除了機臺銷售之外, 亦有RA/FA Lab. Service之相關經(jīng)驗, 可提供客戶更高之附加價值![/td][td=1,1,190.66666666666666] 無法提供產(chǎn)品失效分析之應用經(jīng)驗 |
14. [/td][td=1,1,242.66666666666669] 應用領域：主要應用于芯片來料檢測及失效分析 良好的銷售實績: 力成、聯(lián)測、育霈、無錫安盛、天水華天x 2set、 沛頓（kinston）、SanDisk，精材科技、艾克爾、中芯國際、Microchip(Thailand)、NEC、Flextronix、盛群、北京中星微電子、展訊通訊、瑞薩半導體x 2、創(chuàng)銳訊通訊 Advanced Silicon、、海思半導體、珠海炬力、Microsoft(X-BOX)、廣州5所，航天201所，13所，航天九院，電子四所失效分析 蘇州三星半導體（Samsung）、宜特科技(臺灣)x 3set、上海宜特x 3set、南茂微電子、 深圳宜智發(fā) x 2set、東莞三星電機、、英業(yè)達、威達電、群豐、臺達電子、中達(江蘇)、西門子(南京)、閎康(臺灣)x 2set, 閎康(上海)x 1set,臺達電(東莞) , 深圳華測檢測實驗室, 聚成科技,中科院微電子所,豪威科技,華為海思，華為科技，富士康，上海宏達， 日月新,京信通訊,華為通訊, 日月光(中壢)x 2set, 超豐電子,勝開, 記憶科技(深圳), 北京航天研究所..等中國大陸三百臺之銷售實績.[/td][td=1,1,190.66666666666666] 主要應用于材料科研單位及晶圓制造單位 中芯國際 華虹宏力 臺積電 中科院自動化所 中科院化學所 中科院納米中心 中科院高能物理所 應用材料 北京大學 清華大學等 |
綜上所述，ADVANCED Smart-1型IV曲線是目前市場唯一一款用于芯片篩選及失效分析的成熟測試產(chǎn)品，可直接購買。
文：儀準科技
，時長01:33
[color=rgba(255, 255, 255, 0.8)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]半導體工程師[color=rgba(0, 0, 0, 0.5)]半導體經(jīng)驗分享，半導體成果交流，半導體信息發(fā)布。半導體行業(yè)動態(tài)，半導體從業(yè)者職業(yè)規(guī)劃，芯片工程師成長歷程。
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