半导体失效分析技术：从I-V曲线到TLP测试

"Failure Analysis Introduction.pptx 讲解了芯片失效分析的流程和方法，包括 EMMI (Electro-Migration Microscopy Inspection)、OBIRCH (Optical Beam Induced Resistance Change) 和 InGaAs 等技术的工作原理及其应用。此外，文件还介绍了电性失效分析 (EFA, Electrical Failure Analysis) 的关键技术和工具，如 SMU (Source Measurement Unit)、I-V 曲线量测、点针信号量测以及 TLP (Transmission Line Pulse) 测试在半导体组件分析中的作用。" 本文详细阐述了芯片失效分析中的多种技术，旨在帮助读者理解如何诊断和解决半导体组件的问题。 首先，电性失效分析(EFA)是通过SMU来供应电压或电流，以验证和测量半导体组件的特性，如二极管I-V曲线和MOSFET特性曲线。这一过程用于辅助后续的电性测试，例如ForceVMeasureI/ForceIMeasureV，以便分析半导体组件参数。I-V曲线量测是快速识别异常（如开路/Open或短路/Short）的重要手段，它利用自动曲线追踪仪进行电特性测量，最多可同时处理1024个通道，最大电压10V，电流限制为500mA。 其次，I-V电特性量测在光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）下进行，使用点针连接到芯片内部线路，进行外部电性测量。这种方法广泛应用于组件电性特性分析、微机电系统(MEMS)和芯片微结构的研究。对于高频电路，可以使用FIB Probing PAD及Active Probe(200MHz)。在没有适当治具或Socket的情况下，点针方式可以提供信号输入输出，甚至可以直接在晶圆(Wafer)上进行测试。 第三，点针信号量测是另一种关键的分析手段，适用于不同封装类型的组件，如BGA球、Pad或FIB Pad。通过Vgs-Ids曲线，可以研究晶体管的特性，当Vds固定时，通过改变Vgs来观察Ids的变化，从而了解沟道中的载流子行为和阈值电压。 最后，TLP测试用于ESD保护组件的电性评估。TLP脉冲被施加到待测组件(DUT)上，通过充电和放电传输线路来测量组件性能。这种测试从低电压脉冲开始，逐渐增加直到组件失效，最大电压可达500V，限流10A，对应于最高的HBM电压约为15KV。 总结来说，这份资源涵盖了芯片失效分析的关键技术和工具，从基础的电性测试到高级的TLP脉冲测试，为理解和执行半导体失效分析提供了全面的指导。这些技术对于优化组件性能、提高产品可靠性以及解决制造过程中出现的问题至关重要。