Термолазерная стимуляция - Thermal laser stimulation

Термолазерная стимуляция представляет собой класс методов визуализации дефектов, которые используют лазер произвести тепловое изменение в полупроводниковый прибор.[1] Этот метод может быть использован для полупроводников. анализ отказов. Существует четыре метода термолазерной стимуляции: изменение сопротивления, индуцированное оптическим лучом (OBIRCH),[2] термически индуцированное изменение напряжения (TIVA)),[3] изменение внешнего индуцированного напряжения (XIVA)[4] и визуализация эффекта Зеебека (SEI)

Изменение сопротивления оптического луча

Изменение сопротивления, вызванное оптическим лучом (OBIRCH), представляет собой метод визуализации, в котором лазерный луч используется для создания теплового изменения в устройстве. Лазерная стимуляция позволяет выявить различия в тепловых характеристиках участков с дефектами и участков без дефектов. Поскольку лазер локально нагревает дефектный участок на металл линия, несущая Текущий, результирующий сопротивление изменения можно обнаружить, контролируя входной ток устройства. ОБИРЧ полезен для обнаружения электромиграция эффекты, приводящие к появлению открытых металлических линий.

Постоянная Напряжение применяется к тестируемому устройству (DUT). 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, где нет пустоты, хорошее тепловая передача существует, и изменение электрического сопротивления невелико. Однако в областях, содержащих пустоты, передача тепла 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

Термически индуцированное изменение напряжения (TIVA) - это метод визуализации, который использует лазерный луч для определения местоположения электрические шорты на устройстве. Лазер вызывает локальное температурные градиенты в устройстве, что приводит к изменению количества мощность что устройство использует.

Лазер сканирует поверхность устройства, пока оно находится под электрическое смещение. Устройство смещается с использованием источника постоянного тока, и напряжение на контактах источника питания отслеживается на предмет изменений. Когда лазер попадает в область, содержащую короткое замыкание, происходит локальный нагрев. Этот нагрев изменяет сопротивление короткого замыкания, что приводит к изменению энергопотребления устройства. Эти изменения в потребляемой мощности наносятся на изображение устройства в местах, соответствующих положению лазера в момент обнаружения изменения.[6]

Изменение внешнего индуцированного напряжения

Внешнее индуцированное изменение напряжения (XIVA) поддерживает постоянное смещение напряжения и постоянный ток на тестируемом устройстве. Когда сканирующий лазер проходит над дефектным участком, внезапное изменение сопротивление создано. Обычно это приводит к изменению тока, однако дроссель постоянного тока предотвращает это. Обнаружение этих событий позволяет определить положение дефекта.[7]

Визуализация эффекта Зеебека

Эффект Зеебека imaging (SEI) использует лазер для создания температурных градиентов в проводники. Индуцированные температурные градиенты создают соответствующие электрический потенциал градиенты. 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 устройства. Эти изменения отображаются на визуальном изображении устройства, чтобы физически определить местонахождение плавающих проводников.[8]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Beaudoin et al. 2004 г.
  2. ^ Никава и Тозаки 1993
  3. ^ Коул, Танюньонг и Бартон, 1998 г.
  4. ^ Фальк 2001
  5. ^ Никава и Тозаки 1993, п. 305
  6. ^ Коул, Танюньонг и Бартон, 1998 г., п. 131
  7. ^ Фальк 2001, п. 60
  8. ^ Коул, Танюньонг и Бартон, 1998 г., п. 130

Рекомендации

  • Beaudoin, F; Desplats, R; Perdu, P; Бойт, К. (2004), "Принципы методов термолазерной 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 радиоэлектронике, Inc.: 129–136, ISBN  0-7803-4400-6.
  • Фальк, Р.А. (2001), «Продвинутые методы LIVA / TIVA», Материалы 27-го Международного симпозиума по испытаниям 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», Материалы 19-го Международного симпозиума по испытаниям и анализу отказов, Парк материалов, Огайо: ASM International: 303–310, ISBN  0-87170-498-6.