半導體失效分析是確保半導體器件可靠性和性能的關鍵技術，它通過對失效半導體芯片的深入分析，確定其失效的根本原因。失效可能由多種因素引起，包括材料缺陷、設計不足、工藝問題、環境因素或操作失誤。
失效分類
斷裂失效：
應力腐蝕：材料在應力和腐蝕環境共同作用下發生的斷裂。
高溫應力斷裂：材料在高溫和應力長期作用下發生的斷裂。
疲勞斷裂：材料在反復應力作用下發生的斷裂。
非斷裂失效：
磨損失效：由于摩擦導致的材料表面磨損。
腐蝕失效：材料在化學或電化學作用下發生的損壞。
變形失效：材料在外力作用下發生的不可逆形變。
復合失效機理：
多種失效機理綜合作用，如應力腐蝕和疲勞斷裂的共同作用導致的失效。
失效分析的重要性
失效分析不僅有助于工藝的不斷改進和優化，修復芯片設計中的缺陷，還為故障診斷提供了關鍵的證據支持。此外，它為生產測試環節提供了重要的補充，確保了產品質量和可靠性。
中科檢測的半導體失效分析服務
中科檢測憑借其專業的技術團隊和CMA資質認證，為客戶提供全面的半導體失效分析服務，以下是一些具體的失效現象和分析方法：
失效現象
開路：
EOS(電氣過應力)：由于電壓或電流超過器件承受范圍導致的損壞。
ESD(靜電放電)：靜電放電造成的器件損壞。
電遷移：電流導致的金屬遷移，引起線路斷裂。
應力遷移：金屬互連線的應力引起的斷裂。
腐蝕：化學腐蝕導致的金屬線路斷裂。
鍵合點脫落：鍵合點因機械或熱應力而脫落。
機械應力：外力導致的器件結構損壞。
熱變應力：溫度變化引起的應力導致器件損壞。
短路：
PN結缺陷：PN結區域的缺陷導致的短路。
PN結穿釘：PN結區域的穿透性缺陷。
介質擊穿：絕緣材料因電應力而失效。
金屬遷移：金屬原子遷移導致的短路。
參漂：
氧化層電荷：氧化層中的電荷變化影響器件性能。
表面離子：表面吸附的離子影響器件的電性能。
芯片裂紋：芯片內部的裂紋導致性能下降。
熱載流子：熱載流子效應導致的器件參數變化。
輻射損傷：輻射導致的器件性能退化。
功能失效：
EOS、ESD：如實例一中的浪涌損壞，導致整流橋功能失效。
失效分析方法
目檢：
觀察芯片表面的各種缺陷，如沾污、裂紋、腐蝕等。
電測試：
測試器件的電性能參數，確認其功能是否正常。
X射線照相：
檢查內部結構，如鍵合金絲的完整性、焊點焊接情況等。
超聲掃描：
利用超聲波檢測封裝結構中的內部缺陷。
掃描電鏡及能譜：
分析失效樣品的微觀結構和化學成分。
密封檢測：
判斷器件的氣密性和漏率。
PIND：
檢測器件內是否存在多余的可動顆粒。
內部氣氛檢測：
測量器件內部的水汽、氧氣、二氧化碳等氣氛。
紅外成像：
通過觀察芯片表面的熱點位置，診斷潛在的擊穿或短路問題。
中科檢測的半導體失效分析服務，不僅能夠幫助客戶找出問題的根源，還能夠提供改進建議，從而提高產品的可靠性和市場競爭力。
