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對使用銅絲鍵合的功率MOSFET進行失效分析

作者:ArthurChiang DavidLe 時間:2013-07-24 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  摘要:由于可以替代,價格又便宜,正在被越來越多地應用到微電子元器件當中。目前的情況表明銅是可行的替代品,但是證明其可靠性還需要采用針對工藝的新型(FA)技術(shù)。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/147852.htm

  在本文中,我們將討論一些專門為使用銅絲技術(shù)的元器件而開發(fā)的新型技術(shù)和工序。我們會將解釋為什么銅絲的處理方式和金絲不一樣,并且以功率器件為例,循序漸進地了解的過程,保存對失效器件進行有效分析所需要的所有證據(jù)。

  開封問題

  進行失效分析要先打開零件,看是什么原因引起器件失效,主要問題就出在開封方法上。傳統(tǒng)的酸刻蝕開封方法并不適用于的產(chǎn)品,因為硝酸的煙氣會導致銅絲的快速刻蝕,即如圖1和圖2所示。

  保持銅絲及鍵合的完整是不可或缺的。我們嘗試使用激光開封,去掉部分模塑料,再用酸刻蝕,露出晶片表面。發(fā)現(xiàn)這樣對銅絲和鍵合造成的破壞最小。

  使用這種方法開封的器件見圖3。圖中顯示,銅絲和鍵合均完好無損,但有時化學處理可能正好洗掉失效的根源,所以,如果可能應以離子束代替酸刻蝕。

  銅絲鍵合和的殘留鋁

  完整露出銅線后還需要對銅絲鍵合進行研究,以便確定鍵合下的厚度。銅絲鍵合下面鋁層的最小厚度是影響銅絲鍵合產(chǎn)品的長期可靠性的關(guān)鍵因素。要詳細分析銅絲鍵合工藝的情況,聚離子束(FIB)是必不可少的失效分析工具。

  我們開發(fā)了先平行拋光再用聚離子束橫切分析的方法,設(shè)計出一種不使用酸藥劑的失效分析工藝。圖5顯示,對模塑料進行平行拋光,露出了晶片表面。因為在原來的器件中晶片放的高低不是很平整,所以左上角已露出,但有一層薄薄的模塑料還覆蓋著晶片的右下角。

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