芯片的失效往往发生在多层结构下的层间金属化或有源区,所以对芯片进行失效分析必须解决多层结构下层的可观察性和可测试性,这就需要对芯片进行去层处理。芯片去层技术通过物理或化学手段逐层剥离芯片表层结构,使内部电路暴露,便于观察和分析。常见方法包括以下几种:
1.化学刻蚀法
钝化层去除:采用反应离子刻蚀(RIE)设备(如RIE-10NR)进行干法刻蚀
金属层去除:铝层用NaOH溶液湿法溶解,铜层可选择稀硝酸湿法或刻蚀机干法处理;
2.机械研磨法
通过研磨液和抛光技术逐层去除介质层(如二氧化硅),需人工操作避免过切;
3.激光去层技术
通过激光切割系统对芯片实施轰击去层。
原理
芯片失效多发生于底层金属化区域或器件层,去层技术的核心原理:
暴露失效点:通过逐层去除钝化层、金属层、介质层等,使隐藏的缺陷(如短路、裂纹)可视化。
分层逆向重建:结合图像拼接技术,逐层拍摄并还原芯片电路布局,用于逆向工程或知识产权分析。
3应用场景
1. 失效分析(FA)
o 定位芯片短路、断路等故障点,如芯片的可靠性验证。
2. 工艺优化与质量控制
o 通过逐层检查金属布线缺陷,改进光刻、刻蚀工艺参数。
3. 逆向工程与知识产权研究
o 还原竞品芯片设计,用于专利侵权鉴定或技术借鉴(需符合法律规范)。
4. 学术研究与教学
o 辅助芯片结构教学,如展示纳米级晶体管布局与互连技术。
来源于米格实验室,作者米格小编
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