基于失效物理的集成电路故障定位方法

• 作者: 刘丽媛 方建明 李洁森 陈选龙 黎恩良
• 来源期刊: 半导体技术
• 学科: 工学
• 关键词: 集成电路 失效物理 失效分析 金属化缺陷 光发射显微镜
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 可靠性
• 页码范围: 307-312
• 页数: 6页
• 分类号: TN306|TN406
• 语种: 中文
• DOI: 10.13290/j.cnki.bdtjs.2019.04.012

摘要

超大规模集成电路后道工艺(BEOL)中的失效日益增多,例如多层金属化布线桥连、划伤,栅氧化层的静电放电(ESD)损伤、裂纹等失效模式,由于失效点本身尺寸小加上电路规模大,使得失效分析难度增加.为了能够对故障点进行快速、精确定位,提出了基于失效物理的集成电路故障定位方法.根据CMOS反相器电路的失效模式提出了4种主要故障模型:栅极电平连接至电源(地)、栅极连接的金属化高阻或者开路、氧化层漏电和pn结漏电.结合故障模型产生的光发射显微镜(PEM)和光致电阻变化(OBIRCH)现象的特征形貌和位置特点,进行合理的失效物理假设.结果表明,基于该方法可对通孔缺陷、多层金属化布线损伤以及栅氧化层静电放电损伤失效进行有效的定位,快速缩小失效范围,提高失效分析的成功率.