सामान्यतया, अर्धचालक उपकरणहरूको विकास, उत्पादन र प्रयोगमा थोरै मात्रामा असफलताबाट बच्न गाह्रो छ। उत्पादन गुणस्तर आवश्यकताहरूको निरन्तर सुधारसँगै, विफलता विश्लेषण झन् झन् महत्त्वपूर्ण हुँदै गइरहेको छ। विशिष्ट विफलता चिपहरूको विश्लेषण गरेर, यसले सर्किट डिजाइनरहरूलाई उपकरण डिजाइनको दोषहरू, प्रक्रिया प्यारामिटरहरूको बेमेल, परिधीय सर्किटको अनुचित डिजाइन वा समस्याको कारणले गर्दा गलत सञ्चालन पत्ता लगाउन मद्दत गर्न सक्छ। अर्धचालक उपकरणहरूको विफलता विश्लेषणको आवश्यकता मुख्यतया निम्न पक्षहरूमा प्रकट हुन्छ:
(१) उपकरण चिपको विफलता संयन्त्र निर्धारण गर्न विफलता विश्लेषण एक आवश्यक माध्यम हो;
(२) असफलता विश्लेषणले प्रभावकारी गल्ती निदानको लागि आवश्यक आधार र जानकारी प्रदान गर्दछ;
(३) विफलता विश्लेषणले डिजाइन इन्जिनियरहरूलाई चिप डिजाइनलाई निरन्तर सुधार वा मर्मत गर्न र डिजाइन विशिष्टता अनुसार यसलाई अझ उचित बनाउन आवश्यक प्रतिक्रिया जानकारी प्रदान गर्दछ;
(४) विफलता विश्लेषणले उत्पादन परीक्षणको लागि आवश्यक पूरक प्रदान गर्न सक्छ र प्रमाणीकरण परीक्षण प्रक्रियाको अनुकूलनको लागि आवश्यक जानकारी आधार प्रदान गर्न सक्छ।
अर्धचालक डायोड, अडियोन वा एकीकृत सर्किटको विफलता विश्लेषणको लागि, पहिले विद्युतीय प्यारामिटरहरू परीक्षण गर्नुपर्छ, र अप्टिकल माइक्रोस्कोप अन्तर्गत उपस्थिति निरीक्षण पछि, प्याकेजिङ हटाउनुपर्छ। चिप प्रकार्यको अखण्डता कायम राख्दै, आन्तरिक र बाह्य लिडहरू, बन्धन बिन्दुहरू र चिपको सतहलाई सकेसम्म टाढा राख्नुपर्छ, ताकि विश्लेषणको अर्को चरणको लागि तयारी गर्न सकियोस्।
यो विश्लेषण गर्न स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी र ऊर्जा स्पेक्ट्रम प्रयोग गर्दै: सूक्ष्म आकारविज्ञानको अवलोकन, विफलता बिन्दु खोज, दोष बिन्दु अवलोकन र स्थान, उपकरणको सूक्ष्म ज्यामिति आकार र कुनै न कुनै सतह सम्भाव्य वितरणको सही मापन र डिजिटल गेट सर्किटको तर्क निर्णय (भोल्टेज कन्ट्रास्ट छवि विधिको साथ) सहित; यो विश्लेषण गर्न ऊर्जा स्पेक्ट्रोमिटर वा स्पेक्ट्रोमिटर प्रयोग गर्नुहोस्: सूक्ष्म तत्व संरचना विश्लेषण, सामग्री संरचना वा प्रदूषक विश्लेषण।
०१. अर्धचालक उपकरणहरूको सतह दोष र जलन
अर्धचालक उपकरणहरूको सतह दोष र जलन दुवै सामान्य विफलता मोडहरू हुन्, जस्तै चित्र १ मा देखाइएको छ, जुन एकीकृत सर्किटको शुद्ध तहको दोष हो।
चित्र २ ले एकीकृत सर्किटको धातुकृत तहको सतह दोष देखाउँछ।
चित्र ३ ले एकीकृत सर्किटको दुई धातु स्ट्रिपहरू बीचको ब्रेकडाउन च्यानल देखाउँछ।
चित्र ४ ले माइक्रोवेभ उपकरणमा रहेको हावा पुलमा धातुको पट्टी ढलेको र स्क्यु विकृति देखाउँछ।
चित्र ५ ले माइक्रोवेभ ट्यूबको ग्रिड बर्नआउट देखाउँछ।
चित्र ६ ले एकीकृत विद्युतीय धातुकृत तारमा भएको यान्त्रिक क्षति देखाउँछ।
चित्र ७ ले मेसा डायोड चिप खोल्ने र दोष देखाउँछ।
चित्र ८ ले एकीकृत सर्किटको इनपुटमा सुरक्षात्मक डायोडको ब्रेकडाउन देखाउँछ।
चित्र ९ ले देखाउँछ कि एकीकृत सर्किट चिपको सतह मेकानिकल प्रभावबाट क्षतिग्रस्त छ।
चित्र १० ले एकीकृत सर्किट चिपको आंशिक बर्नआउट देखाउँछ।
चित्र ११ ले डायोड चिप भाँचिएको र गम्भीर रूपमा जलेको देखाउँछ, र ब्रेकडाउन बिन्दुहरू पग्लने अवस्थामा परिणत भएका छन्।
चित्र १२ ले ग्यालियम नाइट्राइड माइक्रोवेभ पावर ट्यूब चिप जलेको देखाउँछ, र जलेको बिन्दुले पग्लिएको थुप्रोको अवस्था प्रस्तुत गर्दछ।
०२. इलेक्ट्रोस्टेटिक ब्रेकडाउन
अर्धचालक उपकरणहरू उत्पादन, प्याकेजिङ, ढुवानीदेखि सर्किट बोर्डमा सम्मिलित गर्ने, वेल्डिङ, मेसिन एसेम्बली र अन्य प्रक्रियाहरूमा स्थिर बिजुलीको खतरा हुन्छ। यस प्रक्रियामा, बारम्बार आवागमन र बाहिरी संसारबाट उत्पन्न स्थिर बिजुलीको सहज सम्पर्कको कारणले गर्दा यातायात क्षतिग्रस्त हुन्छ। त्यसकारण, क्षति कम गर्न प्रसारण र ढुवानीको समयमा इलेक्ट्रोस्टेटिक सुरक्षामा विशेष ध्यान दिनुपर्छ।
एकध्रुवीय MOS ट्यूब र MOS एकीकृत सर्किट भएका अर्धचालक उपकरणहरूमा स्थिर बिजुली, विशेष गरी MOS ट्यूब, विशेष गरी यसको आफ्नै इनपुट प्रतिरोध धेरै उच्च भएकोले संवेदनशील हुन्छ, र गेट-स्रोत इलेक्ट्रोड क्यापेसिटन्स धेरै सानो हुन्छ, त्यसैले बाह्य विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र वा इलेक्ट्रोस्टेटिक प्रेरणबाट प्रभावित हुन धेरै सजिलो हुन्छ र चार्ज गरिन्छ, र इलेक्ट्रोस्टेटिक उत्पादनको कारणले गर्दा, समयमै चार्ज डिस्चार्ज गर्न गाह्रो हुन्छ, त्यसैले, उपकरणको तत्काल ब्रेकडाउनमा स्थिर बिजुलीको संचयको कारण बनाउन सजिलो हुन्छ। इलेक्ट्रोस्टेटिक ब्रेकडाउनको रूप मुख्यतया विद्युतीय सरल ब्रेकडाउन हो, अर्थात्, ग्रिडको पातलो अक्साइड तह भाँचिएको हुन्छ, पिनहोल बनाउँछ, जसले ग्रिड र स्रोत बीचको वा ग्रिड र ड्रेन बीचको खाडललाई छोटो बनाउँछ।
र MOS ट्यूबको तुलनामा MOS एकीकृत सर्किट एन्टिस्टेटिक ब्रेकडाउन क्षमता तुलनात्मक रूपमा थोरै राम्रो छ, किनभने MOS एकीकृत सर्किटको इनपुट टर्मिनल सुरक्षात्मक डायोडले सुसज्जित छ। एक पटक धेरैजसो सुरक्षात्मक डायोडहरूमा ठूलो इलेक्ट्रोस्टेटिक भोल्टेज वा सर्ज भोल्टेज भएपछि जमिनमा स्विच गर्न सकिन्छ, तर यदि भोल्टेज धेरै उच्च छ वा तात्कालिक प्रवर्धन प्रवाह धेरै ठूलो छ भने, कहिलेकाहीँ सुरक्षात्मक डायोडहरू आफैं हुनेछन्, जस्तै चित्र ८ मा देखाइएको छ।
चित्र १३ मा देखाइएका धेरै चित्रहरू MOS एकीकृत सर्किटको इलेक्ट्रोस्टेटिक ब्रेकडाउन टोपोग्राफी हुन्। ब्रेकडाउन पोइन्ट सानो र गहिरो छ, जसले पग्लिएको स्पटरिंग अवस्था प्रस्तुत गर्दछ।
चित्र १४ ले कम्प्युटर हार्ड डिस्कको चुम्बकीय हेडको इलेक्ट्रोस्टेटिक ब्रेकडाउनको उपस्थिति देखाउँछ।
पोस्ट समय: जुलाई-०८-२०२३
