聚焦離子束分析技術(shù)-在汽車級芯片的失效分析

質(zhì)量保證在汽車行業(yè)的重要性

在汽車制造領(lǐng)域，質(zhì)量是企業(yè)的生命線，因此汽車制造商和他們的電子配件供應商都必須對其產(chǎn)品的質(zhì)量提供嚴格的保證。這些保證通常包括時間限制和行駛里程的限制。在與汽車制造商簽訂的合同中，電子供應商必須同意這些質(zhì)量保證條款，并處理制造商提出的關(guān)于產(chǎn)品故障的投訴。

芯片失效分析的復雜性

芯片失效分析的過程相當復雜，尤其是對于裸芯片的分析。這包括將裸芯片從其基板上移除、重新封裝、進行電性失效分析和物理失效分析等步驟。電性失效分析可能包括使用原始的出廠測試程序重新測試芯片、在板級上模擬芯片的實際應用環(huán)境進行測試、以及對芯片的每個功能進行驗證。對于復雜的芯片，如微處理器，還需要對內(nèi)部的閃存模塊進行測試，因為這些模塊在芯片工作前是首先被使用的，并且也是最容易出現(xiàn)問題的部分。

X 射線檢查儀

物理失效分析的關(guān)鍵作用

物理失效分析是確定芯片電性能失效確切原因的關(guān)鍵步驟。這一過程需要使用多種精密的測試分析設(shè)備，包括但不限于宏觀目檢、X射線檢查、掃描原子力檢測、電流-電壓曲線檢測、板級測試、封裝層剝落、內(nèi)部光學檢查、液晶分析檢查、光電子顯微檢測、激光掃描技術(shù)、探針法測試和聚焦離子束分析技術(shù)等。

聚焦離子束（Focused Ion Beam，簡稱FIB）分析技術(shù)是一種非常強大的微納加工和分析工具，它在半導體行業(yè)的失效分析（Failure Analysis，簡稱FA）中扮演著重要角色。Dual Beam FIB-SEM業(yè)務，包括透射電鏡( TEM)樣品制備，材料微觀截面截取與觀察、樣品微觀刻蝕與沉積以及材料三維成像及分析等。

在汽車級芯片的失效分析中，F(xiàn)IB技術(shù)的應用尤為關(guān)鍵，因為汽車級芯片需要滿足極高的可靠性和安全性標準。以下是FIB技術(shù)在汽車級芯片失效分析中的一些主要應用：

1. 截面制備（Cross-Sectioning）：

FIB可以用來精確切割芯片，制備截面樣品，以便于通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這對于分析芯片內(nèi)部的物理缺陷、材料問題或工藝問題至關(guān)重要。

2. 電路修改和調(diào)試（Circuit Editing and Debug）：

FIB技術(shù)可以用來物理修改電路，例如，通過切斷或連接特定的電路路徑來隔離故障區(qū)域，或者改變電路配置以進行調(diào)試。

3. 透射電子顯微鏡（TEM）樣品制備：

FIB可以制備非常薄的TEM樣品，這對于分析納米尺度的缺陷和材料特性非常有用。

4. 缺陷定位和分析：

在汽車級芯片中，即使是微小的缺陷也可能導致嚴重的安全問題。FIB可以用來精確定位這些缺陷，并進行詳細的分析。金鑒實驗室能夠精確定位這些缺陷，并進行詳細的分析，確保產(chǎn)品的安全性。

5. 微電路的修改和測試：

FIB可以用來修改微電路，以測試不同的設(shè)計變更對芯片性能的影響，這對于改進設(shè)計和提高可靠性至關(guān)重要。

6. 三維結(jié)構(gòu)分析：

FIB結(jié)合三維成像技術(shù)，可以對芯片內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)進行分析，這對于理解復雜的三維集成電路結(jié)構(gòu)特別有用。

7. 快速物理分析：

在失效分析中，快速定位問題并提供解決方案至關(guān)重要。FIB技術(shù)可以提供快速的物理分析，幫助工程師迅速響應失效問題。

8. 材料分析：

FIB能夠與能量色散X射線光譜（EDS）等分析工具結(jié)合使用，以分析芯片材料的化學成分，這對于識別材料問題和污染非常有幫助。

9. 納米尺度加工：

FIB技術(shù)可以在納米尺度上進行精確的加工，這對于分析和修改納米尺度的器件和結(jié)構(gòu)非常有用。

10. 芯片解密和逆向工程：

雖然這通常不是汽車級芯片失效分析的主要目的，但在某些情況下，F(xiàn)IB技術(shù)可以用來解密芯片或進行逆向工程，以理解其工作原理和設(shè)計。