Në përgjithësi, është e vështirë të shmanget një sasi e vogël dështimesh në zhvillimin, prodhimin dhe përdorimin e pajisjeve gjysmëpërçuese. Me përmirësimin e vazhdueshëm të kërkesave të cilësisë së produktit, analiza e dështimeve po bëhet gjithnjë e më e rëndësishme. Duke analizuar çipa specifikë të dështimit, mund të ndihmojë projektuesit e qarqeve të gjejnë defektet e projektimit të pajisjes, mospërputhjen e parametrave të procesit, projektimin e paarsyeshëm të qarkut periferik ose keqfunksionimin e shkaktuar nga problemi. Nevoja e analizës së dështimit të pajisjeve gjysmëpërçuese manifestohet kryesisht në aspektet e mëposhtme:
(1) Analiza e dështimit është një mjet i nevojshëm për të përcaktuar mekanizmin e dështimit të çipit të pajisjes;
(2) Analiza e defekteve ofron bazën dhe informacionin e nevojshëm për diagnostikim efektiv të defekteve;
(3) Analiza e dështimeve ofron informacionin e nevojshëm të reagimit për inxhinierët e projektimit për të përmirësuar ose riparuar vazhdimisht projektimin e çipit dhe për ta bërë atë më të arsyeshëm në përputhje me specifikimet e projektimit;
(4) Analiza e dështimit mund të ofrojë plotësimin e nevojshëm për testin e prodhimit dhe të ofrojë bazën e nevojshme të informacionit për optimizimin e procesit të testimit të verifikimit.
Për analizën e dështimeve të diodave gjysmëpërçuese, audioneve ose qarqeve të integruara, parametrat elektrikë duhet të testohen së pari dhe, pas inspektimit të pamjes nën mikroskop optik, paketimi duhet të hiqet. Duke ruajtur integritetin e funksionit të çipit, përçuesit e brendshëm dhe të jashtëm, pikat e lidhjes dhe sipërfaqja e çipit duhet të mbahen sa më larg të jetë e mundur, në mënyrë që të përgatiten për hapin tjetër të analizës.
Përdorimi i mikroskopisë elektronike skanuese dhe spektrit të energjisë për të bërë këtë analizë: duke përfshirë vëzhgimin e morfologjisë mikroskopike, kërkimin e pikës së dështimit, vëzhgimin dhe vendndodhjen e pikës së defektit, matjen e saktë të madhësisë së gjeometrisë mikroskopike të pajisjes dhe shpërndarjen e potencialit të sipërfaqes së përafërt dhe gjykimin logjik të qarkut të portës dixhitale (me metodën e imazhit me kontrast tensioni); Përdorimi i spektrometrit të energjisë ose spektrometrit për të bërë këtë analizë ka: analizën mikroskopike të përbërjes së elementeve, analizën e strukturës së materialit ose ndotësve.
01. Defektet sipërfaqësore dhe djegiet e pajisjeve gjysmëpërçuese
Defektet sipërfaqësore dhe djegia e pajisjeve gjysmëpërçuese janë të dyja mënyra të zakonshme të dështimit, siç tregohet në Figurën 1, e cila është defekti i shtresës së pastruar të qarkut të integruar.
Figura 2 tregon defektin sipërfaqësor të shtresës së metalizuar të qarkut të integruar.
Figura 3 tregon kanalin e ndarjes midis dy shiritave metalikë të qarkut të integruar.
Figura 4 tregon shembjen e shiritit metalik dhe deformimin e pjerrët në urën e ajrit në pajisjen me mikrovalë.
Figura 5 tregon djegien e rrjetit të tubit të mikrovalës.
Figura 6 tregon dëmtimin mekanik të telit të integruar elektrik të metalizuar.
Figura 7 tregon hapjen dhe defektin e çipit të diodës mesa.
Figura 8 tregon ndarjen e diodës mbrojtëse në hyrjen e qarkut të integruar.
Figura 9 tregon se sipërfaqja e çipit të qarkut të integruar është dëmtuar nga ndikimi mekanik.
Figura 10 tregon djegien e pjesshme të çipit të qarkut të integruar.
Figura 11 tregon se çipi i diodës është prishur dhe djegur rëndë, dhe pikat e prishjes kanë kaluar në gjendje shkrirjeje.
Figura 12 tregon çipin e tubit të fuqisë mikrovalore të nitritit të galiumit të djegur, dhe pika e djegies paraqet një gjendje spërkatjeje të shkrirë.
02. Prishje elektrostatike
Pajisjet gjysmëpërçuese, që nga prodhimi, paketimi, transporti e deri te vendosja në qarkun elektrik për futje, saldim, montim makinerik dhe procese të tjera, janë nën kërcënimin e elektricitetit statik. Në këtë proces, transporti dëmtohet për shkak të lëvizjes së shpeshtë dhe ekspozimit të lehtë ndaj elektricitetit statik të gjeneruar nga bota e jashtme. Prandaj, duhet t'i kushtohet vëmendje e veçantë mbrojtjes elektrostatike gjatë transmetimit dhe transportit për të zvogëluar humbjet.
Në pajisjet gjysmëpërçuese me tub unipolar MOS dhe qark të integruar MOS, është veçanërisht i ndjeshëm ndaj elektricitetit statik, veçanërisht tubi MOS, për shkak të rezistencës së tij hyrëse shumë të lartë, dhe kapaciteti i elektrodës së burimit të portës është shumë i vogël, kështu që është shumë e lehtë të ndikohet nga fusha elektromagnetike e jashtme ose induksioni elektrostatik dhe të ngarkohet, dhe për shkak të gjenerimit elektrostatik, është e vështirë të shkarkohet ngarkesa me kalimin e kohës. Prandaj, është e lehtë të shkaktohet akumulimi i elektricitetit statik deri në prishjen e menjëhershme të pajisjes. Forma e prishjes elektrostatike është kryesisht prishja elektrike e zgjuar, domethënë, shtresa e hollë e oksidit të rrjetit prishet, duke formuar një vrimë gjilpëre, e cila mbyll boshllëkun midis rrjetit dhe burimit ose midis rrjetit dhe kulluesit.
Dhe në krahasim me tubin MOS, aftësia antistatike e qarkut të integruar MOS është relativisht pak më e mirë, sepse terminali hyrës i qarkut të integruar MOS është i pajisur me diodë mbrojtëse. Pasi të ketë një tension të madh elektrostatik ose një rritje të tensionit në shumicën e diodave mbrojtëse mund të kalohet në tokë, por nëse tensioni është shumë i lartë ose rryma e amplifikimit të menjëhershëm është shumë e madhe, ndonjëherë diodat mbrojtëse do të prishen vetë, siç tregohet në Figurën 8.
Disa nga fotografitë e paraqitura në figurën 13 janë topografia e prishjes elektrostatike të qarkut të integruar MOS. Pika e prishjes është e vogël dhe e thellë, duke paraqitur një gjendje spërkatjeje të shkrirë.
Figura 14 tregon pamjen e prishjes elektrostatike të kokës magnetike të një hard disku kompjuteri.
Koha e postimit: 08 korrik 2023
