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1、http://esd.iclab.cnESD失效分析FA及案例介紹(1)一般的失效機理(2)失效分析的案例(3)各種測試的校準和比對性(4)模型和仿真2008-9-231(1)一般的失效機理ESD的失效是一個綜合問題：器件結構－工藝－測試方法－ESD形式－工作環(huán)境。。。有關。ESD的HBM模式的失效是一個很復雜的問題，目前只有是失效模型，沒有器件模型，而是失效模型仿真的結果也只能參考，而對于MM和CDM的ESD在測試上還有很大爭議。不同于電路設計：“well-definediron-rulesliketheKirchoffLaws”。即使有大量的論文介紹也是：
2、“Everypaperseemstoreportadifferentresultthatmightonlybevalidforthatdeviceinthatprocesstechnology,testedinthatESDmodelanddonebyusingthatpieceofequipment.”2008-9-232http://esd.iclab.cn(1)一般的失效機理失效包括：硬失效：如短路、開路、顯著漏電流、I-V曲線顯著漂移，可以用顯微鏡和測試儀器獲得，是介質還是金屬布線還是器件其他部位。典型的硬失效是熱損傷（出現(xiàn)在電流集中最大的地方（電場集
3、中出）導致受熱不均勻或過熱），包括互連線、contact/via、硅和介質；介質擊穿（主要是柵氧擊穿）軟失效：漏電流（例如10-9－－－10-6），峰值電流等，外觀上無法看出，可以使用CURVETRACER、semiconductorparametricanalyser測量出，并分析失效部位潛在失效：很難觀察到。主要是specification下降、電學特性退化、壽命降低。典型的是介質的局部損傷（例如time-dependentdielectricbreakdown(TDDB)ofgateoxidelayers,并伴隨漏電流增加，閾值電壓漂移，功率容量下降等）
4、2008-9-233http://esd.iclab.cn2008-9-234http://esd.iclab.cn(1)一般的失效機理失效分析的手段：（1）形貌觀察：光學顯微鏡：最常用，觀察器件的表面和逐層剝除的次表面。對于光學顯微鏡放大倍數(shù)是500倍，使用冶金顯微鏡可以達到1000倍，使用特殊的液體透鏡技術，可以達到1500倍，1000-1500可以觀察到1微米線寬缺陷。SEM：更高倍數(shù)15000倍，使用背散射二次電子和樣品傾斜臺還可以獲得一定的三維圖像），存在電荷積累，可以使用掃描離子顯微鏡SIM，TEM：更高的解析度?？梢杂^察缺陷位錯。不需要真空的可以
5、用AFM：會受到表面電荷等的影響。對于需要透視觀察的，平面的可以用SAM（電聲顯微鏡，特別是鋁釘），三維的可以用X射線顯微鏡，或者使用RIE：反應離子刻蝕，逐層剝除觀察。FIB：聚焦離子束，用離子束代替電子束觀察顯微結構，可以透視剝除金屬或者鈍化層觀察，所以FIB也可用于VLSI的糾錯（可以加裝能譜）2008-9-235http://esd.iclab.cn(1)一般的失效機理失效分析的手段：2）對于電流的分布（熱點）觀察：LCA：液晶法觀察微區(qū)溫度EMMI：電子空穴復合產(chǎn)生光子觀察電流的大小電子探針技術：使用電壓/電流對二次電子譜的影響，OBIRCH：紅外加
6、熱導致電阻變化，可以透射觀察熱成像儀（3）成分觀察：EDAS、電子微探針顯微分析(EPMA)、俄歇電子能譜(AES)、x射線光電子能譜(xPS)、二次離子質譜(SIMs)等方法2008-9-236http://esd.iclab.cn典型的失效形式1、D-SsiliconfilamentdefectduetohighESDstressfield2、gateoxidefilmsbreakdownduetohighESDelectricfield3、ESDdamagesinmetalinterconnectduetojouleheating4、latentESDf
7、ailure2008-9-237http://esd.iclab.cn1、D-Ssiliconfilamentdefect下圖是一個典型的雙極保護電路，其中擴散電阻R2008-9-238http://esd.iclab.cn在HBMESD沖擊下?lián)p傷在FOD的末端，特征是熱損傷－細絲狀損傷，位置drain和gate互連末端的contact，并熱擴散到source一邊，這種熱損傷很普遍，D-Ssiliconfilamentdefect.在MMESD沖擊下，有類似的D-Ssiliconfilamentdefect.此外器件的兩端有點狀燒損和橫跨drain區(qū)域的絲狀燒
8、損，這些是MM典型特征，MM有環(huán)振特點
