Термолазерная стимуляция представляет собой класс методов визуализации дефектов, в которых лазер используется для создания теплового изменения в полупроводниковом устройстве . [1] Этот метод может использоваться для анализа отказов полупроводников . Существует четыре метода, связанных с термической лазерной стимуляцией: изменение сопротивления, индуцированное оптическим лучом (OBIRCH), [2] изменение напряжения, вызванное термическим воздействием (TIVA)), [3] изменение внешнего индуцированного напряжения (XIVA) [4] и визуализация эффекта Зеебека (SEI). )
Изменение сопротивления оптического луча
Изменение сопротивления, индуцированное оптическим лучом (OBIRCH), представляет собой метод визуализации, в котором лазерный луч вызывает тепловое изменение в устройстве. Лазерная стимуляция подчеркивает различия в тепловых характеристиках участков с дефектами и участков без дефектов. Поскольку лазер локально нагревает дефектную область на металлической линии, по которой проходит ток , результирующие изменения сопротивления могут быть обнаружены путем отслеживания входного тока устройства. OBIRCH полезен для обнаружения эффектов электромиграции, приводящих к обрыву металлических линий.
На тестируемое устройство (DUT) подается постоянное напряжение . На устройстве выбирается интересующая область, и лазерный луч используется для сканирования этой области. Входной ток, потребляемый устройством, отслеживается на предмет изменений во время этого процесса. Когда отмечается изменение тока, положение лазера в момент, когда это изменение произошло, отмечается на изображении устройства.
Когда лазерный луч попадает в место, которое не содержит пустот, существует хорошая теплопередача и небольшое изменение электрического сопротивления. Однако в областях, содержащих пустоты, теплопередача затруднена, что приводит к большему изменению сопротивления. Степень изменения сопротивления отображается визуально на изображении устройства, а области с более высоким сопротивлением отображаются в виде ярких точек. [5]
Изменение напряжения под действием тепла
Изменение напряжения под действием тепла (TIVA) - это метод визуализации, в котором лазерный луч используется для определения местоположения коротких замыканий на устройстве. Лазер вызывает в устройстве локальные градиенты температуры , что приводит к изменению количества энергии , потребляемой устройством.
Лазер сканирует поверхность устройства, пока оно находится под электрическим смещением . Устройство смещается с использованием источника постоянного тока, и напряжение на контактах источника питания отслеживается на предмет изменений. Когда лазер попадает в область короткого замыкания, происходит локальный нагрев. Этот нагрев изменяет сопротивление короткого замыкания, что приводит к изменению энергопотребления устройства. Эти изменения потребляемой мощности наносятся на изображение устройства в местах, соответствующих положению лазера в то время, когда изменение было обнаружено. [6]
Изменение внешнего индуцированного напряжения
Изменение внешнего индуцированного напряжения (XIVA) поддерживает постоянное смещение напряжения и постоянный ток на тестируемом устройстве. Когда сканирующий лазер проходит через дефектное место, возникает внезапное изменение импеданса . Обычно это приводит к изменению тока, однако дроссель постоянного тока предотвращает это. Обнаружение этих событий позволяет определить положение дефекта. [7]
Визуализация эффекта Зеебека
Визуализация с эффектом Зеебека (SEI) использует лазер для создания температурных градиентов в проводниках . Вызванные тепловые градиенты создают соответствующие градиенты электрического потенциала . Эта корреляция тепловых и электрических градиентов известна как эффект Зеебека. Метод SEI используется для обнаружения электрически плавающих проводников.
Когда лазер изменяет тепловой градиент плавающего проводника, его электрический потенциал изменяется. Это изменение потенциала изменит смещение любых транзисторов, подключенных к плавающему проводнику, что влияет на рассеивание тепла устройством. Эти изменения отображаются на визуальном изображении устройства, чтобы физически определить местонахождение плавающих проводников. [8]
Смотрите также
Заметки
- ^ Beaudoin et al. 2004 г.
- ^ Никава и Тозаки 1993
- ^ Коул, Tangyunyong & Barton 1998
- ^ Фальк 2001
- ^ Nikawa & Tozaki 1993 , стр. 305
- ^ Коул, Tangyunyong & Barton 1998 , стр. 131
- Перейти ↑ Falk 2001 , p. 60
- ^ Коул, Tangyunyong & Barton 1998 , стр. 130
Рекомендации
- Beaudoin, F; Desplats, R; Perdu, P; Бойт, К. (2004), «Принципы методов термической лазерной стимуляции», Анализ отказов микроэлектроники , Парк материалов, Огайо: ASM International: 417–425, ISBN 0-87170-804-3.
- Коул, Э. Я; Tangyunyong, P; Бартон, Д.Л. (1998), "Задняя локализация открытых и закороченных межсоединений ИС", 36-й ежегодный международный симпозиум по физике надежности , Общество электронных устройств и Общество надежности Института инженеров по электротехнике и электронике, Inc .: 129–136, ISBN 0-7803-4400-6.
- Фальк, РА (2001), «Передовые методы LIVA / TIVA», Материалы 27-го Международного симпозиума по тестированию и анализу отказов , Парк материалов, Огайо: ASM International: 59–65, ISBN 0-87170-746-2.
- Никава, К; Тозаки, С. (1993), «Принципы нового метода наблюдения OBIC для обнаружения дефектов в полосах Al при текущих нагрузках», Труды 19-го Международного симпозиума по тестированию и анализу отказов , Парк материалов, Огайо: ASM International: 303–310, ISBN 0-87170-498-6.