《半导体器件失效分析与应用》课件.ppt

*************************************CV曲线分析1电容值变化器件的电容值发生变化，例如电容值减小、电容值增大等。2漏电流变化器件的漏电流发生变化，例如漏电流增大、漏电流减小等。3频率依赖性器件的电容值和漏电流随测试频率的变化而变化。噪声分析白噪声器件的噪声信号在所有频率上都具有相同的功率谱密度。粉红噪声器件的噪声信号的功率谱密度随频率降低而降低。1/f噪声器件的噪声信号的功率谱密度随频率的降低而线性降低。热分析技术红外热成像通过红外热成像仪检测器件表面的温度分布，判断器件是否存在热点、发热异常等问题。热电偶测量通过热电偶测量器件内部的温度，判断器件是否存在温度过高、温度分布不均匀等问题。红外热成像热成像原理利用物体自身辐射的红外线进行成像，根据不同温度物体辐射的红外线强度的差异，可以显示出物体表面的温度分布。热成像应用红外热成像可以用来检测器件是否存在热点、发热异常等问题，例如焊点过热、芯片过热等。热电偶测量1热电偶原理热电偶利用两种不同金属的接触点在温度变化时产生电势差的原理来测量温度。2热电偶应用热电偶可以用来测量器件内部的温度，例如芯片温度、封装温度等。3热电偶特点热电偶具有测量精度高、响应速度快、使用范围广等特点。故障定位技术电光探测激光扫描显微镜微探针技术电光探测(EO)断线检测利用EO技术可以检测器件内部的断线、开路等问题。短路检测利用EO技术可以检测器件内部的短路、连接不良等问题。激光扫描显微镜(LSM)1LSM原理LSM利用激光束扫描器件表面，通过检测激光束与样品的相互作用，生成器件表面的图像。2LSM应用LSM可以用来检测器件表面的缺陷、污染、材料变化等问题。3LSM特点LSM具有分辨率高、图像清晰、灵敏度高、测量速度快等特点。微探针技术微探针原理利用微探针接触器件表面，测量器件表面的电学特性，例如电压、电流、电阻等。微探针应用微探针技术可以用来定位器件的故障点，例如短路点、开路点等。特定器件失效分析案例1二极管失效分析分析二极管的漏电流、正向压降、反向击穿等问题。2晶体管失效分析分析晶体管的电流增益、漏电流、截止电压等问题。3集成电路失效分析分析集成电路的逻辑功能、信号完整性、电源电压等问题。4存储器失效分析分析存储器的读写性能、数据保持能力、错误率等问题。5光电器件失效分析分析光电器件的光电转换效率、光谱响应、响应速度等问题。二极管失效分析正向压降过高二极管的正向压降超过正常值，可能是由于二极管内部的金属迁移、空洞等问题。漏电流过大二极管的反向漏电流超过正常值，可能是由于二极管内部的绝缘层发生击穿、金属化层发生腐蚀等问题。反向击穿电压过低二极管的反向击穿电压低于正常值，可能是由于二极管内部的PN结发生击穿等问题。晶体管失效分析电流增益下降晶体管的电流增益低于正常值，可能是由于晶体管内部的PN结发生退化、金属化层发生腐蚀等问题。1漏电流过大晶体管的漏电流超过正常值，可能是由于晶体管内部的绝缘层发生击穿、金属化层发生腐蚀等问题。2截止电压变化晶体管的截止电压发生变化，可能是由于晶体管内部的PN结发生退化、金属化层发生腐蚀等问题。3集成电路失效分析1逻辑功能失效集成电路的逻辑功能无法正常实现，可能是由于集成电路内部的逻辑门电路发生故障、信号线路断路或短路等问题。2信号完整性失效集成电路的信号完整性无法满足要求，可能是由于集成电路内部的信号线路延迟、信号失真、信号衰减等问题。3电源电压失效集成电路的电源电压不稳定或异常，可能是由于集成电路内部的电源电路发生故障、电源线路断路或短路等问题。存储器失效分析1读写性能下降存储器的读写速度降低，可能是由于存储器内部的存储单元发生故障、存储器控制电路发生故障等问题。2数据保持能力下降存储器的数据保持能力下降，可能是由于存储器内部的存储单元发生漏电、存储器控制电路发生故障等问题。3错误率上升存储器的数据错误率上升，可能是由于存储器内部的存储单元发生故障、存储器控制电路发生故障等问题。光电器件失效分析正常值失效值失效机理建模物理模型根据器件的物理结构和材料特性，建立失效的物理模型，解释失效原因。数学模型根据失效分析结果，建立失效的数学模型，预测器件的失效概率。统计分析方法1失效数据分析对失效数据进行统计分析，例如失效时间、失效模式、失效原因等。2可靠性分析根据失效数据，计算器件的可靠性指标，例如MTBF、FIT