ESD失效分析FA及案例介绍.ppt

(1)一般的失效机理(2)失效分析的案例(3)各种测试的校准和比对性(4)模型和仿真霉旭奶镁申伤男携硼疟违贵俊夺屠注忘怯潞伎蘸俘窃盆擞抖簧檬傍滦混羌ESD失效分析FA及案例介绍ESD失效分析FA及案例介绍1http://esd.(1)一般的失效机理ESD的失效是一个综合问题:器件结构-工艺-测试方法-ESD形式-工作环境。。。有关。ESD的HBM模式的失效是一个很复杂的问题,目前只有是失效模型,没有器件模型,而是失效模型仿真的结果也只能参考,而对于MM和CDM的ESD在测试上还有很大争议。不同于电路设计:“well-definediron-rulesliketheKirchoffLaws”。即使有大量的论文介绍也是:“Everypaperseemstoreportadifferentresultthatmightonlybevalidforthatdeviceinthatprocesstechnology,testedinthatESDmodelanddonebyusingthatpieceofequipment.”雄逃院撕诺剐夜伙虑撞舵叹茂囊徐杯缩饵瑶焉阴帅伏***绍濒信掸悠辫委洛ESD失效分析FA及案例介绍ESD失效分析FA及案例介绍2http://esd.(1)一般的失效机理失效包括:硬失效:如短路、开路、显著漏电流、I-V曲线显著漂移,可以用显微镜和测试仪器获得,是介质还是金属布线还是器件其他部位。典型的硬失效是热损伤(出现在电流集中最大的地方(电场集中出)导致受热不均匀或过热),包括互连线、contact/via、硅和介质;介质击穿(主要是栅氧击穿)软失效:漏电流(例如10-9---10-6),峰值电流等,外观上无法看出,可以使用CURVETRACER、semiconductorparametricanalyser测量出,并分析失效部位潜在失效:很难观察到。主要是specification下降、电学特性退化、寿命降低。典型的是介质的局部损伤(例如time-dependentdielectricbreakdown(TDDB)ofgateoxidelayers,并伴随漏电流增加,阈值电压漂移,功率容量下降等)绝牲甜谊***拙兜甜尔剑儿举妹概社踌浇织焙郧驹傻停书奖锦枢猩匹昧晌墩ESD失效分析FA及案例介绍ESD失效分析FA及案例介绍3://esd.(1)一般的失效机理失效分析的手段:(1)形貌观察:光学显微镜:最常用,观察器件的表面和逐层剥除的次表面。对于光学显微镜放大倍数是500倍,使用冶金显微镜可以达到1000倍,使用特殊的液体透镜技术,可以达到1500倍,1000-1500可以观察到1微米线宽缺陷。SEM:更高倍数15000倍,使用背散射二次电子和样品倾斜台还可以获得一定的三维图像),存在电荷积累,可以使用扫描离子显微镜SIM,TEM:更高的解析度。可以观察缺陷位错。不需要真空的可以用AFM:会受到表面电荷等的影响。对于需要***观察的,平面的可以用SAM(电声显微镜,特别是铝钉),三维的可以用X射线显微镜,或者使用RIE:反应离子刻蚀,逐层剥除观察。FIB:聚焦离子束,用离子束代替电子束观察显微结构,可以***剥除金属或者钝化层观察,所以FIB也可用于VLSI的纠错(可以加装能谱)颈醉褐萧冰寿划沂怂彼啦颠糜恰险象咯言表拈刻义按等鼎时零恫崩惧诅次ESD失效分析FA及案例介绍ESD失效分析FA及案例介绍5http://esd.(1)一般的失效机理失效分析的手段:2)对于电流的分布(热点)观察:LCA:液晶法观察微区温度EMMI:电子空穴复合产生光子观察电流的大小电子探针技术:使用电压/电流对二次电子谱的影响,OBIRCH:红外加热导致电阻变化,可以透射观察热成像仪(3)成分观察:EDAS、电子微探针显微分析(EPMA)、俄歇电子能谱(AES)、x射线光电子能谱(xPS)、二次离子质谱(SIMs)等方法山匪迄众窖申束背刘泼谋共年酿遣胯叮绅辗鱼撒阶鲜浪孟钡易型昌贞镰悲ESD失效分析FA及案例介绍ESD失效分析FA及案例介绍6、D-SsiliconfilamentdefectduetohighESDstressfield2、gateoxidefilmsbreakdownduetohighESDelectricfield3、ESDdamagesinmetalinterconnectduetojouleheating4、latentESDfailure孟屈讶幌饼铂净插序泵慢塞稀游晌苞晶谁闰细享锡***乏抡喧师