芯片質量缺陷損失重大，如何早發現早解決？

IC，即集成電路，是現代電子科技的基石，作為一種微型電子器件或部件，它扮演著大多數電路的核心與智慧中樞的角色。幾乎在每一塊電路板上，你都能發現它的身影，其質量之重要性不言而喻，堪稱至關重要。

今天以IC失效為例，通過X-ray檢查、失效現象確認、超聲掃描、開封觀察、定位分析、SEM形貌觀察、FIB切割分析等分析測試手段查詢其失效原因，并最終分析總結提出改善建議。

測試分析

1 外觀檢查+無損檢測

某型號IC出現失效，經定位為HOST IC的 PIN38對GND短路。

外觀檢查：NG件表面絲印清晰，未發現明顯的破損、燒毀等明顯異常。

無損檢測：NG件內部結構完整，內部鍵合區域未發現燒毀及搭接現象。

2 失效現象確認

測試結果顯示：OK1的pin38對pin60（VSS）有漏電現象，其它引腳間也存在漏電現象。

3 超聲掃描

掃描結果顯示：聚焦到晶圓芯片表面，未發現NG1晶圓表面存在明顯分層；聚焦到芯片框架，發現框架部位存在分層，但分層位置不在芯片鍵合區，不會導致芯片漏電失效。

4 開封觀察

開封結果顯示：NG1中間區域有疑似燒毀現象，其他區域未發現明顯燒毀。

5 定位分析

定位結果顯示：NG1通過定位發現有明顯的漏電點，漏電點的位置與開封觀察發現的疑似燒毀位置一致，而芯片其他區域未發現明顯的漏電點。

6 SEM形貌觀察

觀察結果顯示：NG1定位顯示的漏電區域有明顯的燒毀現象，燒毀旁邊也發現有明顯的裂紋。

7 FIB切割分析

對失效芯片燒毀位置進行FIB切割，觀察其燒毀區域的形貌。

經過多次切割后觀察發現：

（1）第一次切割觀察時，芯片內部發現存在空洞及裂紋，空洞周邊形狀規則，未發現燒毀的跡象，說明空洞是本身存在的；

（2）第二次切割觀察時，第一次發現的空洞在減小，且在上下兩層間發現有金屬，上下兩層間有金屬也應屬于芯片本身缺陷；

（3）第三次、第四次切割時，單層線路周邊內部出現了燒毀，且內部發現有多處空洞。

結論

分析：

（1）失效IC表面無明顯的燒毀、裂紋等跡象，X-ray檢查也未發現內部結構、鍵合有明顯燒毀的現象，因此可排除IC因大電流導致的燒毀；

（2）通過引腳間的半導體特性測試，確認pin38對pin60（VSS）有漏電現象，其他引腳也發現有漏電現象。超聲掃描發現失效IC框架有分層現象，但不在鍵合區，不會導致芯片失效；

（3）開封觀察發現有疑似燒毀的現象，通過定位分析及SEM觀察，確認其失效IC內部存在燒毀現象；

（4）通過FIB切割觀察發現，失效芯片單層線路有空洞及燒毀，且上下層之間存在金屬，第一次切割時單層線路存在空洞，空洞周邊無明顯的燒毀，因此屬于物料本身缺陷；繼續切割后上下層之間出現金屬，也應屬于物料本身缺陷。

總結：

本案件中失效晶元內部線路層中發現有空洞現象，會導致晶元內部線路變窄從而引起線路的通流能力下降，最終導致晶元內部線路燒毀，而晶元內部存在空洞屬于物料本身缺陷。

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