本文關(guān)鍵詞：集成電路失效分析中缺陷快速精確定位技術(shù)及實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在集成電路失效分析中,對于功能性失效集成電路,僅憑一種缺陷定位技術(shù)很難快速精確地定位到其中的硬缺陷。由于軟缺陷會導(dǎo)致集成電路的功能性測試結(jié)果隨溫度等測試條件的變化而改變,這使得軟缺陷的快速精確定位更加困難。本文詳細(xì)闡述了集成電路中出現(xiàn)的主要典型缺陷及其對電路的影響,系統(tǒng)介紹了業(yè)界上的主要缺陷定位技術(shù)。在對四種主要缺陷定位技術(shù),即光發(fā)射顯微鏡技術(shù)(Photon Emission Microscopy,PEM)、激光熱效應(yīng)激勵電阻變化技術(shù)(Optical Beam Induced Resistance Change,OBIRCH)、電路原理圖及版圖分析技術(shù)(Schematic/layout study)、以及微探針測試技術(shù)(Microprobing),進行了深入理論研究的基礎(chǔ)上,集中它們的優(yōu)勢提出一種硬缺陷定位的優(yōu)化流程法,該方法能夠在較短的時間內(nèi)逐步縮小失效電路的分析范圍并最終鎖定缺陷點,達到快速精確地定位各種典型硬缺陷的目的。實驗結(jié)果表明,運用單一缺陷定位技術(shù)進行硬缺陷定位需要兩周甚至更長,成功率只有60%左右,而運用優(yōu)化流程法使得硬缺陷定位平均時間縮短到了五天,成功率可達95%。針對優(yōu)化流程法不易定位的軟缺陷,通過動態(tài)同步法實現(xiàn)集成電路測試系統(tǒng)與OBIRCH的激光掃描模塊的動態(tài)同步,通過將模擬混合信號集成電路的測試結(jié)果做數(shù)字歸一化處理,實現(xiàn)了運用現(xiàn)有的OBIRCH缺陷定位技術(shù)來快速精確地定位數(shù)字電路和模擬混合信號電路中的軟缺陷。改變了軟缺陷幾乎不能定位的現(xiàn)狀,并且平均分析時間只需三天。本論文的主要創(chuàng)新點包括:1、集中PEM、OBIRCH、Schematic/layout study、以及Microprobing這四種技術(shù)的優(yōu)勢,提出硬缺陷定位的優(yōu)化流程法,可在較短的時間內(nèi)逐步縮小失效電路的分析范圍并最終鎖定缺陷點,實現(xiàn)硬缺陷的快速精確定位。2、對于數(shù)字電路中的軟缺陷,提出動態(tài)同步法來實現(xiàn)集成電路測試系統(tǒng)和OBIRCH的激光掃描系統(tǒng)的動態(tài)同步,從而實現(xiàn)運用現(xiàn)有的OBIRCH技術(shù)來快速精確定位軟缺陷。3、針對模擬混合信號電路中的軟缺陷,將各種各樣的模擬混合信號參數(shù)的異常變化歸一化地轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的測試結(jié)果標(biāo)志,使其能夠被OBIRCH所識別并滿足動態(tài)同步的要求,從而實現(xiàn)運用OBIRCH技術(shù)來快速精確定位模擬混合信號電路中的軟缺陷。
【關(guān)鍵詞】：失效分析 缺陷定位 光發(fā)射顯微鏡技術(shù) 激光熱效應(yīng)激勵電阻變化技術(shù) 軟缺陷定位技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN407
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 前言11-12
• 1.2 集成電路失效分析12-13
• 1.3 集成電路失效機理13-15
• 1.4 缺陷定位技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀15-19
• 1.5 本論文的選題意義19
• 1.6 本論文的內(nèi)容安排和主要創(chuàng)新點19-21
• 1.7 本章小結(jié)21-22
• 第二章 缺陷定位技術(shù)研究及優(yōu)化流程法22-37
• 2.1 PEM技術(shù)22-30
• 2.1.1 半導(dǎo)體材料發(fā)光機理23-24
• 2.1.2 光發(fā)射顯微鏡24-26
• 2.1.3 光發(fā)射源分類26
• 2.1.4 MOS晶體管、二極管和三極管發(fā)光特性研究26-30
• 2.2 OBIRCH技術(shù)30-33
• 2.2.1 OBIRCH工作原理31-32
• 2.2.2 OBIRCH的應(yīng)用范圍32-33
• 2.3 Schematic/Layout study33
• 2.4 Microprobing測試技術(shù)33-34
• 2.5 優(yōu)化流程法34-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第三章 優(yōu)化流程法快速精確定位柵氧化層缺陷37-58
• 3.1 PEM直接定位MOS晶體管柵氧化層缺陷37-42
• 3.1.1 運用PEM進行缺陷定位38
• 3.1.2 Schematic/layout study38-40
• 3.1.3 缺陷的物理特性分析40
• 3.1.4 缺陷形成原因分析40-42
• 3.2 組合運用PEM、Schematic/layout study、Microprobing以及OBIRCH定位MOS晶體管柵氧化層缺陷42-47
• 3.2.1 運用PEM進行缺陷定位42
• 3.2.2 Schematic/layout study42-44
• 3.2.3 Microprobing測試44-45
• 3.2.4 OBIRCH分析45-46
• 3.2.5 缺陷的物理特性分析46-47
• 3.3 PEM直接定位電容上的柵氧化層缺陷47-51
• 3.3.1 運用PEM進行缺陷定位47-48
• 3.3.2 Schematic/layout study分析48-49
• 3.3.3 缺陷的物理特性分析49
• 3.3.4 缺陷形成原因分析49-51
• 3.4 組合運用PEM、Schematic/layout study、Microprobing以及OBIRCH定位電容上的柵氧化層缺陷51-56
• 3.4.1 運用PEM進行缺陷定位51-52
• 3.4.2 Schematic/layout study52-53
• 3.4.3 Microprobing測試53-54
• 3.4.4 OBIRCH分析54
• 3.4.5 電容C2所在電路及其結(jié)構(gòu)54-55
• 3.4.6 缺陷的物理特性分析55
• 3.4.7 缺陷形成原因分析55-56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 第四章 優(yōu)化流程法快速精確定位金屬層缺陷58-79
• 4.1 PEM直接定位金屬層缺陷58-65
• 4.1.1 運用PEM進行缺陷定位58-59
• 4.1.2 Schematic/layout study59-60
• 4.1.3 電路原理圖版圖深入分析及其Microprobing測試60-63
• 4.1.4 OBIRCH分析63
• 4.1.5 缺陷的物理特性分析63-64
• 4.1.6 缺陷形成原因分析64-65
• 4.2 組合運用PEM、Schematic/layout study、Microprobing以及OBIRCH定位金屬層缺陷65-71
• 4.2.1 運用PEM進行缺陷定位65-66
• 4.2.2 Schematic/layout study66-68
• 4.2.3 Microprobing測試68-69
• 4.2.4 OBIRCH分析69
• 4.2.5 缺陷的物理特性分析69-70
• 4.2.6 缺陷形成原因分析70-71
• 4.3 組合運用Schematic/layout study、Microprobing以及OBIRCH定位金屬層缺陷71-77
• 4.3.1 運用PEM進行缺陷定位71
• 4.3.2 Schematic/layout study71-72
• 4.3.3 Microprobing測試72-74
• 4.3.4 定位漏電流點的間接方法74-75
• 4.3.5 V-I測試75
• 4.3.6 OBIRCH缺陷定位75-76
• 4.3.7 異常OBIRCH點版圖分析76-77
• 4.3.8 缺陷的物理特性分析77
• 4.4 本章小結(jié)77-79
• 第五章 優(yōu)化流程法快速精確定位過孔/接觸孔缺陷79-104
• 5.1 組合運用PEM、Schematic/layout study、Microprobing以及OBIRCH定位阻性偏大過孔缺陷79-86
• 5.1.1 運用PEM進行缺陷定位80
• 5.1.2 Schematic/layout study80-81
• 5.1.3 Microprobing測試81-83
• 5.1.4 OBIRCH缺陷定位83-84
• 5.1.5 缺陷的物理特性分析84-85
• 5.1.6 缺陷形成原因分析85-86
• 5.2 組合運用PEM、Schematic/layout study以及Microprobing定位開路過孔缺陷86-91
• 5.2.1 運用PEM進行缺陷定位86-87
• 5.2.2 Schematic/layout study87-88
• 5.2.3 Microprobing測試88-89
• 5.2.4 缺陷的物理特性分析89-91
• 5.2.5 缺陷形成原因分析91
• 5.3 組合運用Schematic/layout study和Microprobing定位開路接觸孔缺陷91-97
• 5.3.1 運用PEM進行缺陷定位92
• 5.3.2 Schematic/layout study92-93
• 5.3.3 Microprobing測試93-96
• 5.3.4 缺陷的物理特性分析96-97
• 5.3.5 缺陷形成原因分析97
• 5.4 組合運用PEM、Schematic/layout study以及Microprobing定位開路接觸孔缺陷97-102
• 5.4.1 運用PEM進行缺陷定位98
• 5.4.2 Schematic/layout study和Microprobing測試98-100
• 5.4.3 缺陷的物理特性分析100-101
• 5.4.4 缺陷形成原因分析101-102
• 5.5 本章小結(jié)102-104
• 第六章 軟缺陷定位方法研究104-121
• 6.1 OBIRCH定位軟缺陷——動態(tài)同步法105-107
• 6.2 數(shù)字集成電路上的軟缺陷定位實驗分析107-113
• 6.2.1 運用PEM進行缺陷定位107-108
• 6.2.2 運用OBIRCH進行軟缺陷定位108-111
• 6.2.3 軟缺陷物理分析111-113
• 6.2.4 缺陷形成原因分析113
• 6.3 模擬混合信號集成電路上的軟缺陷定位113-120
• 6.3.1 模擬混合信號參數(shù)異常變化的數(shù)字歸一化處理方法114-115
• 6.3.2 模擬混合信號集成電路上的軟缺陷定位115
• 6.3.3 運用PEM進行缺陷定位115-116
• 6.3.4 運用OBIRCH進行軟缺陷定位116-118
• 6.3.5 軟缺陷物理分析118-120
• 6.3.6 缺陷形成原因分析120
• 6.4 本章小結(jié)120-121
• 第七章 總結(jié)與展望121-124
• 7.1 論文工作總結(jié)121-122
• 7.2 未來工作展望122-124
• 參考文獻124-134
• 發(fā)表論文專利和參加科研情況說明134-136
• 致謝136-137

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張協(xié)和;粟滋;;失效分析在質(zhì)量管理中的作用[J];山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1984年03期

2 杞居意;;整機所開展電子器件現(xiàn)場失效分析的意義[J];電訊技術(shù);1987年02期

3 黃尚立;前車之覆 后車之鑒——評介《機械裝備失效分析圖譜》[J];中國圖書評論;1991年05期

4 劉涌;90年代失效分析的發(fā)展趨勢[J];電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗;1995年06期

5 鄭鵬洲;失效分析是提高元器件可靠性的關(guān)鍵工作——紀(jì)念航空航天部半導(dǎo)體器件失效分析中心成立四周年[J];微電子學(xué)與計算機;1991年10期

6 張安康 ,周旭東;硅堆的可靠性及其失效分析[J];電子器件;1993年03期

7 吳文章;C型掃描聲學(xué)顯微鏡在功率管失效分析中的應(yīng)用[J];電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗;1997年06期

8 唐民,張素娟;先進成像技術(shù)在失效分析中的應(yīng)用[J];半導(dǎo)體技術(shù);2001年02期

9 寧葉香;潘開林;李逆;;電子組裝中焊點的失效分析[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2007年09期

10 杞居意 ,李華明;視頻延遲線失效分析[J];電訊技術(shù);1983年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;中國機械工程學(xué)會失效分析分會簡介[A];2009年全國失效分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

2 ;中國機械工程學(xué)會失效分析分會簡介[A];2007年全國失效分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

3 ;中國機械工程學(xué)會失效分析分會[A];2006年全國失效分析與安全生產(chǎn)高級研討會論文集[C];2006年

4 張崢;陳再良;李鶴林;;我國失效分析的現(xiàn)狀與差距[A];2007年全國失效分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

5 王金星;劉天模;張力;馮大碧;;天然氣閥門開裂失效分析[A];2007年中國機械工程學(xué)會年會論文集[C];2007年

6 吳凡;;曾經(jīng)的失效分析案例回顧[A];2007年中國機械工程學(xué)會年會論文集[C];2007年

7 靖琦;楊永生;曹淑芬;;失效分析檔案的編研與開發(fā)利用[A];檔案管理與利用——方法 技術(shù) 實踐[C];2013年

8 鄭文龍;施偉力;;失效分析可靠性的探討——從一些事故分析探討如何提高失效分析結(jié)論的可靠性[A];2009年全國失效分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

9 臧啟山;田紀(jì)豐;姚戈;袁金才;蘇會和;;失效分析在金屬研究所的發(fā)展[A];2004年中國材料研討會論文摘要集[C];2004年

10 王金星;劉天模;張力;馮大碧;;天然氣閥門開裂失效分析[A];2007年全國失效分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報實習(xí)記者　 郝鴻波;失效分析從幕后走向公眾[N];大眾科技報;2006年

2 顧永強;加強設(shè)備失效分析與預(yù)防勢在必行[N];中國安全生產(chǎn)報;2007年

3 楊學(xué)鋒;重視生產(chǎn)設(shè)備的失效分析與預(yù)防[N];經(jīng)理日報;2006年

4 質(zhì)宣;首部元器件失效分析專著發(fā)布[N];中國航天報;2010年

5 本報記者 榮為人;分析產(chǎn)品故障 推動科技發(fā)展[N];中國航空報;2005年

6 記者 楊學(xué)鋒;啟用失效分析與預(yù)防技術(shù)[N];中國安全生產(chǎn)報;2006年

7 杜長全;企業(yè)如何重視質(zhì)量控制與可靠性工作[N];中國企業(yè)報;2010年

8 本報記者 陳青 何曉龍;讓石油管材物盡其用[N];中國石油報;2003年

9 本報記者 彭德倩 實習(xí)生 周揚清;設(shè)備“良醫(yī)”[N];解放日報;2013年

10 謝仕j

本文編號：414223