三、宜特独家基板移除技术，背向分析提升故障分析成功率 接着，我们将不藏私地分享宜特故障分析实验室如何运用独家手法找出GaN芯片的故障点。 主要四项步骤如下： （一） 先透过电性量测分析，从正面定位出故障点。 补充说明：除了以上四步骤所述的宜特独家背向分析之外，亦可视需求采用Nano-Prober在芯片正面取得精准定位，再用DB-FIB或TEM切片分析。 另外，因各家晶圆厂使用的基板材质有所不同，所以步骤（一）和（二）的顺序，可依实际试片状况与客户需求进行前后交换。 流程图如图三。 步骤一：电性量测分析及故障点定位当氮化镓芯片产生电性故障如短路（Short）、漏电（Leakage）、高阻值（High Resistance）或是功能失效（Function Failure）时，可依据不同的电性失效模式，经由直流通电或上测试板通电，并透过适合的亮点（Hot Spot）故障分析工具进行定位，包括激光光束电阻异常侦测（Optical Beam Induced Resistance Change，简称OBIRCH）、热辐射异常侦测显微镜（Thermal EMMI）、砷化镓铟微光显微镜（InGaAs），请见表一。 藉由故障点定位设备找出可能的异常热点（Hot Spot）位置，以利后续的物性故障分析（Physical Failure Analysis，简称PFA）。 （延伸阅读：CIS芯片遇到异常 求助无门 怎么办) 步骤二：宜特独家技术移除磊晶材质下的基板与精确故障点定位传统所用的基板材料是以低掺杂的硅基板为主，红外线显微镜可以穿透，只需依照一般的背向分析方式即可进行。 然而随着科技日新月异，基板的材料也与日俱进，例如重掺杂的硅基板、氮化铝（AlN）（如氮化镓硅基板厂Qromis开发出的QST基板）等陶瓷材料基板也随之出现，这些基板都是红外线显微镜无法轻易穿透的，造成背向亮点定位分析的瓶颈。 为因应此问题，宜特科技独家研发出新式基板移除技术，针对各类基板移除并进行过程优化，可精准且均匀地移除各类基板并且顺利完成高精确度的故障点定位。 步骤三：针对热点区域用光学显微镜直接观测异常点在芯片上有了准确的定位后，便可大幅缩小须检视的区域。 接着用高分辨率光学显微镜检查，此时往往就能发现故障点的蛛丝马迹，如图七所示，可以成功进行定位。 步骤四：背向DB-FIB或TEM切片分析，顺利找到异常点不论是在光学显微镜下发现疑似异常点，或是已经有准确的热点定位，接下来都可以进行背向双束聚焦离子束（Dual-beam FIB，简称DB-FIB）与穿透式电子显微镜（Transmission Electron Microscopy，简称TEM）切片分析，来对异常点进行结构确认， 以进一步厘清失效原因（图八）。 补充说明：在步骤一之后，亦可使用Nano-Prober在正面取得精准定位，并用DB-FIB或TEM切片分析除了宜特独家的背向亮点定位之外，在某些特殊情况下，无法透过上述电性机台定出异常点位置时，也可使用纳米探针电性量测（Nano-Prober）在样品的正面进行异常点定位分析，包括电子束感应电流（Electron Beam Induced Current，简称 EBIC）、电子束吸收电流（Electron Beam Absorbed Current，简称 EBAC）、与电子束感应阻抗侦测（Electron Beam Induced Resistance Change，简称 EBIRCH）等定位法（ 图九） （延伸阅读： 名针探精准定位 让纳米电性量测找出缺陷）。 而Nano-Prober亦可针对晶体管进行电性量测，以获取如Vt、IdVg、IdVd等基本参数。 当透过上述分析手法精准找到异常点后，亦可再透过DB-FIB或是TEM来对异常点进行结构确认。 |
