સામાન્ય રીતે કહીએ તો, સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોના વિકાસ, ઉત્પાદન અને ઉપયોગમાં થોડી નિષ્ફળતા ટાળવી મુશ્કેલ છે. ઉત્પાદનની ગુણવત્તાની આવશ્યકતાઓમાં સતત સુધારણા સાથે, નિષ્ફળતા વિશ્લેષણ વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બની રહ્યું છે. ચોક્કસ નિષ્ફળતા ચિપ્સનું વિશ્લેષણ કરીને, તે સર્કિટ ડિઝાઇનરોને ઉપકરણ ડિઝાઇનની ખામીઓ, પ્રક્રિયાના પરિમાણોની અસંગતતા, પેરિફેરલ સર્કિટની ગેરવાજબી ડિઝાઇન અથવા સમસ્યાને કારણે ખોટી કામગીરી શોધવામાં મદદ કરી શકે છે. સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોના નિષ્ફળતા વિશ્લેષણની આવશ્યકતા મુખ્યત્વે નીચેના પાસાઓમાં પ્રગટ થાય છે:
(1) નિષ્ફળતા વિશ્લેષણ એ ઉપકરણ ચિપની નિષ્ફળતા પદ્ધતિને નિર્ધારિત કરવા માટે જરૂરી માધ્યમ છે;
(2) નિષ્ફળતા વિશ્લેષણ અસરકારક ખામી નિદાન માટે જરૂરી આધાર અને માહિતી પ્રદાન કરે છે;
(3) નિષ્ફળતા વિશ્લેષણ ડિઝાઇન ઇજનેરો માટે ચિપ ડિઝાઇનને સતત સુધારવા અથવા સુધારવા અને ડિઝાઇન સ્પષ્ટીકરણ અનુસાર તેને વધુ વાજબી બનાવવા માટે જરૂરી પ્રતિસાદ માહિતી પ્રદાન કરે છે;
(4) નિષ્ફળતા વિશ્લેષણ ઉત્પાદન પરીક્ષણ માટે જરૂરી પૂરક પ્રદાન કરી શકે છે અને ચકાસણી પરીક્ષણ પ્રક્રિયાના ઑપ્ટિમાઇઝેશન માટે જરૂરી માહિતીનો આધાર પૂરો પાડી શકે છે.
સેમિકન્ડક્ટર ડાયોડ્સ, ઑડિયોન્સ અથવા ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સના નિષ્ફળતાના વિશ્લેષણ માટે, વિદ્યુત પરિમાણોનું પ્રથમ પરીક્ષણ કરવું જોઈએ, અને ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ દેખાવના નિરીક્ષણ પછી, પેકેજિંગ દૂર કરવું જોઈએ. ચિપના કાર્યની અખંડિતતા જાળવી રાખતી વખતે, આંતરિક અને બાહ્ય લીડ્સ, બોન્ડિંગ પોઈન્ટ્સ અને ચિપની સપાટીને શક્ય હોય ત્યાં સુધી રાખવી જોઈએ, જેથી વિશ્લેષણના આગળના પગલાની તૈયારી કરી શકાય.
આ વિશ્લેષણ કરવા માટે સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી અને એનર્જી સ્પેક્ટ્રમનો ઉપયોગ કરીને: માઇક્રોસ્કોપિક મોર્ફોલોજીનું અવલોકન, નિષ્ફળતા બિંદુ શોધ, ખામી બિંદુ અવલોકન અને સ્થાન, ઉપકરણના માઇક્રોસ્કોપિક ભૂમિતિના કદનું સચોટ માપ અને રફ સપાટી સંભવિત વિતરણ અને ડિજિટલ ગેટના તર્કશાસ્ત્રના નિર્ણયનો સમાવેશ થાય છે. સર્કિટ (વોલ્ટેજ કોન્ટ્રાસ્ટ ઇમેજ પદ્ધતિ સાથે); આ વિશ્લેષણ કરવા માટે એનર્જી સ્પેક્ટ્રોમીટર અથવા સ્પેક્ટ્રોમીટરનો ઉપયોગ કરો: માઇક્રોસ્કોપિક તત્વ રચના વિશ્લેષણ, સામગ્રી માળખું અથવા પ્રદૂષક વિશ્લેષણ.
01. સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોની સપાટીની ખામી અને બર્ન
સપાટીની ખામીઓ અને સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોની બર્ન-આઉટ એ બંને સામાન્ય નિષ્ફળતા સ્થિતિઓ છે, જેમ કે આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, જે સંકલિત સર્કિટના શુદ્ધિકરણ સ્તરની ખામી છે.
આકૃતિ 2 એકીકૃત સર્કિટના મેટાલાઇઝ્ડ સ્તરની સપાટીની ખામી દર્શાવે છે.
આકૃતિ 3 ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટની બે મેટલ સ્ટ્રીપ્સ વચ્ચેની બ્રેકડાઉન ચેનલ બતાવે છે.
આકૃતિ 4 માઇક્રોવેવ ઉપકરણમાં એર બ્રિજ પર મેટલ સ્ટ્રીપનું પતન અને ત્રાંસી વિકૃતિ દર્શાવે છે.
આકૃતિ 5 માઇક્રોવેવ ટ્યુબની ગ્રીડ બર્નઆઉટ દર્શાવે છે.
આકૃતિ 6 સંકલિત વિદ્યુત મેટાલાઇઝ્ડ વાયરને યાંત્રિક નુકસાન દર્શાવે છે.
આકૃતિ 7 મેસા ડાયોડ ચિપ ઓપનિંગ અને ખામી બતાવે છે.
આકૃતિ 8 સંકલિત સર્કિટના ઇનપુટ પર રક્ષણાત્મક ડાયોડનું ભંગાણ દર્શાવે છે.
આકૃતિ 9 બતાવે છે કે સંકલિત સર્કિટ ચિપની સપાટીને યાંત્રિક અસરથી નુકસાન થાય છે.
આકૃતિ 10 ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ચિપનું આંશિક બર્નઆઉટ બતાવે છે.
આકૃતિ 11 બતાવે છે કે ડાયોડ ચિપ તૂટી ગઈ હતી અને ગંભીર રીતે બળી ગઈ હતી, અને ભંગાણના બિંદુઓ ગલન અવસ્થામાં ફેરવાઈ ગયા હતા.
આકૃતિ 12 ગેલિયમ નાઈટ્રાઈડ માઈક્રોવેવ પાવર ટ્યુબ ચિપ બળી ગયેલી બતાવે છે, અને બળી ગયેલી બિંદુ પીગળેલી સ્પુટરિંગ સ્થિતિ રજૂ કરે છે.
02. ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક બ્રેકડાઉન
મેન્યુફેક્ચરિંગ, પેકેજિંગ, ટ્રાન્સપોર્ટેશનથી માંડીને સર્કિટ બોર્ડ પર દાખલ કરવા, વેલ્ડીંગ, મશીન એસેમ્બલી અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ સુધી સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો સ્થિર વીજળીના જોખમ હેઠળ છે. આ પ્રક્રિયામાં, વારંવારની હિલચાલ અને બહારની દુનિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતી સ્થિર વીજળીના સરળ સંપર્કને કારણે પરિવહનને નુકસાન થાય છે. તેથી, નુકસાન ઘટાડવા માટે ટ્રાન્સમિશન અને પરિવહન દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક સંરક્ષણ પર વિશેષ ધ્યાન આપવું જોઈએ.
યુનિપોલર એમઓએસ ટ્યુબ અને એમઓએસ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટવાળા સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોમાં સ્થિર વીજળી, ખાસ કરીને એમઓએસ ટ્યુબ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે, કારણ કે તેની પોતાની ઇનપુટ પ્રતિકાર ખૂબ ઊંચી હોય છે, અને ગેટ-સ્રોત ઇલેક્ટ્રોડ કેપેસીટન્સ ખૂબ જ નાનું હોય છે, તેથી તે ખૂબ જ સરળ છે. બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડ અથવા ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઇન્ડક્શન અને ચાર્જ્ડ દ્વારા પ્રભાવિત, અને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક જનરેશનને કારણે, સમયસર ચાર્જ ડિસ્ચાર્જ કરવું મુશ્કેલ છે, તેથી, ઉપકરણના તાત્કાલિક ભંગાણ માટે સ્થિર વીજળીના સંચયનું કારણ બનાવવું સરળ છે. ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક બ્રેકડાઉનનું સ્વરૂપ મુખ્યત્વે વિદ્યુત બુદ્ધિશાળી ભંગાણ છે, એટલે કે, ગ્રીડનો પાતળો ઓક્સાઈડ સ્તર તૂટી જાય છે, જે પિનહોલ બનાવે છે, જે ગ્રીડ અને સ્ત્રોત વચ્ચે અથવા ગ્રીડ અને ડ્રેઇન વચ્ચેના અંતરને ટૂંકાવે છે.
અને MOS ટ્યુબ MOS ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ એન્ટિસ્ટેટિક બ્રેકડાઉન ક્ષમતા પ્રમાણમાં થોડી સારી છે, કારણ કે MOS ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટનું ઇનપુટ ટર્મિનલ રક્ષણાત્મક ડાયોડથી સજ્જ છે. એકવાર મોટા ભાગના રક્ષણાત્મક ડાયોડમાં મોટો ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક વોલ્ટેજ અથવા સર્જ વોલ્ટેજ હોય તો તેને જમીન પર સ્વિચ કરી શકાય છે, પરંતુ જો વોલ્ટેજ ખૂબ ઊંચું હોય અથવા તાત્કાલિક એમ્પ્લીફિકેશન કરંટ ખૂબ મોટો હોય, તો કેટલીકવાર આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, રક્ષણાત્મક ડાયોડ્સ સ્વયંભૂ થઈ જાય છે. 8.
આકૃતિ13 માં બતાવેલ કેટલાક ચિત્રો એમઓએસ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટની ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક બ્રેકડાઉન ટોપોગ્રાફી છે. બ્રેકડાઉન પોઈન્ટ નાનો અને ઊંડો છે, જે પીગળેલી સ્ફટરિંગ સ્થિતિ રજૂ કરે છે.
આકૃતિ 14 કમ્પ્યુટર હાર્ડ ડિસ્કના ચુંબકીય હેડના ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ભંગાણનો દેખાવ દર્શાવે છે.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-08-2023
