半导体器件失效分析基础

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1、半导体器件失效分析基础内部资料，注意保密课程说明课程时长：4小时授课方式：讲授必备条件：数投、便携机、白板、扩音设备课程简介：通过对《半导体器件失效分析基础》课程的讲解，使学员体会到产品进行元器件失效分析的重要性和迫切性，本课程主要讲授了器件常见失效模式、常见失效机理、失效分析流程、失效分析技术、失效分析委托流程等。通过典型失效分析照片讲解，加深学员对该课程的理解和提高学员对失效分析的兴趣。主要内容1、失效分析产生和发展2、失效分析目的及意义3、失效分析基本内容4、主要失效模式和机理5、失效分析程序6、开展失效分析具

2、备的条件和注意事项7、失效分析仪器设备一览表8、失效分析仪器设备介绍9、典型失效分析照片介绍内部资料，注意保密内部资料，注意保密1、失效分析的产生和发展随着微电子学的飞速发展，半导体器件已广泛地应用于宇航、军事领域、工业、通讯和民用产品中。因此对半导体器件的可靠性进行研究具有非常重要的意义。内部资料，注意保密1、失效分析的产生和发展（续）半导体器件可靠性研究的内容主要包括以下两方面：（1）评价可靠性水平可靠性数学可靠性试验可靠性评估等1、失效分析的产生和发展（续）（2）如何提高可靠性失效分析失效物理工艺监控可靠性设计

3、等1、失效分析的产生和发展（续）器件可靠性研究首先是从评价可靠性开始的，但研究重点现在已逐渐转向如何提高可靠性方面。可靠性研究更重要的是为了提高可靠性，所以失效分析和失效物理成为可靠性研究的重点。失效分析和失效物理的研究，它不单纯是学术研究，更重要的是为了满足可靠性工程迅速发展的需要。1、失效分析的产生和发展（续）传统的可靠性评价工作遇到的困难：（1）在试验时间、试验样品、人力、物力方面遇到了难以克服的困难。（2）半导体器件和集成电路的品种及工艺更新速度很快，使得过去取得的可靠性数据常常变得不适用。1、失效分析的产生

4、和发展（续）（3）当代电子设备和系统日益复杂化，对器件提出了高可靠的要求。为了解决以上问题，迫切需要一种既省时间，又省费用的可靠性研究方法。失效分析和失效物理研究就是为了达到这一目的而迅速发展起来的。1、失效分析的产生和发展（续）时间50年代60年代70年代以后主要研究对象阻容元件电子管晶体管集成电路集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路发展阶段统计失效阶段（开始阶段）控制失效阶段（在规模发展阶段）可靠性保证法（巩固提高阶段）研究方法失效率法失效分析法可靠性保证法理论基础可靠性数学失效物理可靠性物理研究重点失效规

5、律失效机理工艺控制、可靠性设计、可靠性标准研究目的计算失效率提高可靠性保证可靠性失效分析的发展历史1、失效分析的产生和发展（续）失效分析在60年代的突破半导体器件可靠性在60年代发生全局性变化，是由于出现了重大的技术突破（平面工艺和集成电路的发明）。可靠性突破的三个因素是：（1）导弹、卫星、飞船、飞机对可靠性提出很高要求。（2）研究出了能承受较高热应力和机械应力的器件。（3）研究出了高纯的材料和先进的工艺、制造设备等。2、失效分析的目的和意义失效分析是通过对现场使用失效样品、可靠性试验失效样品、筛选失效样品的解剖分析

6、，得出失效模式（形式）和失效机理并准确判断失效原因，为提高产品的可靠性提供科学依据。2、失效分析的目的和意义（续）失效分析和失效物理研究立足于微观世界，它把半导体器件不单纯看成是具有某种功能的“黑匣子”，而是从物理、化学的微观结构上对它进行仔细观察和分析研究，从本质上探究半导体器件的不可靠因素。2、失效分析的目的和意义（续）失效分析对产品的贡献（1）开展元器件的破坏性物理分析（简称DPA，该工作与失效分析相辅相成，互为补充，配合使用有很好效果），它能为元器件认证提供技术服务，如：总结器件选型的关键点和薄弱点、总结器件

7、选型的checklist。从源头上堵住质量问题，将隐患消灭在萌牙状态。对供应商提供的元器件，从工艺和质量方面起到检验和监督作用，发挥其对供应商的威慑作用。2、失效分析的目的和意义（续）（2）对研发中失效的元器件开展分析，帮助研发人员破解器件“黑匣子”，把分析结果反馈给研发人员，协助研发人员解决系统设计阶段存在的问题，将质量隐患消灭在产品研发阶段。2、失效分析的目的和意义（续）（3）对生产线上失效的元器件快速响应，迅速准确的定位器件失效性质，为领导决策提供科学依据，确保生产线的顺利运行，将损失降低到最低程度。（4）对市

8、场上失效的元器件进行分析总结，对发现的共性问题、重点问题问题组织专题攻关或反馈相关部门进行攻关。将攻关成果反馈回用户及后续产品设计中，以便达到提高产品可靠性的目的。2、失效分析的目的和意义（续）购进器件期间设备安装期间系统调试期间现场使用期间民用25550工业应用42545215军事应用7501201,000航天应用15753002×106失效