一.失效的定义:
造成失效的原因不一而足,失效的表现也纷扰复杂,在进行失效分析之前需要确定什么是失效?
1.性能异常:
这种情况比较常见,芯片的功能正常,但是某些性能未达标。面对这种情况更多的是从设计端入手,结合测试数据与设计指标去定位原因,无论是版图还是电路设计问题,亦或是其他原因,失效分析时都要需要很精细的去排查问题。
2.功能异常:
2.1 电路设计:
芯片完全满足电路设计要求,但是问题出在电路设计上,电路有缺陷从而导致功能异常。这种情况下很多失效分析手段都无能为力,因为问题出在设计端,所有的芯片都面临同一问题,无法提供参照指标,没有基线也就无法判定“好”与“坏”。只能通过FIB对各个模块进行切割/连接,利用Nano-Probe对各个模块进行电学性能测量,从而慢慢推断出问题,过程会伴随着巨大的工作量。
2.2 芯片可靠性设计:
芯片本身的电路设计没有问题,但是芯片在物理可靠性设计上有所欠缺,从而造成芯片存在可靠性缺陷。芯片在面对EOS、ESD、EMI、应力、温度等外界刺激时发生了损伤,从而造成了功能失常。可靠性的强弱也直接决定了芯片量产后的良率。
2.3 工艺:
这种情况在先进工艺上比较明显,Fab的工艺出现问题从而导致芯片失效。现在很多先进制程下的芯片最后的良率只能达到50%~60%很大因素是因为工艺上的问题(笔者的分析主要是针对已经固化的成熟工艺)。