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基于飞思卡尔8位MCU的集成电路功能失效分析技术

作　者: 邱亮
导　师: 张之圣
学　校: 天津大学
专　业: 微电子与固体电子学
关键词: 失效分析失效模式失效机理栅氧缺陷
分类号: TN407
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文论述了集成电路失效分析的方法,并针对不同类型的电路给出了具体的分析实例。文章内容主要分为三部分,第一部分包含第一到第四章,主要讲述集成电路失效分析所必备的基本知识。包括:主要失效模式和机理、分析设备和分析流程。第二部分和第三部分是文章的核心内容,分别讲述了存储器电路和混合信号电路的分析方法。文章的主要目的是总结以存储器电路为代表的数字电路的常用分析方法,并在此基础上探索了数模混合电路的分析方法,透析两种不同电路的差别给分析过程上带来的挑战。对于存储器电路的研究主要是通过笔者所作的几十个案例,从中将失效模式和失效机理的规律性联系总结出来,提出较为科学的分析流程并以具体实例加以说明,目的在于提高分析这种类型电路的效率。对于混合信号电路,文章以模数转换器ADC为例,探索了基于数字电路分析仪器的分析思路,指出了对电路功能理解和借助微探针技术的电路分析方法,并给出了一个具体案例的分析过程,目的在于提高分析这种类型电路的成功率。实际工作的效果证明,论文所作的研究工作可以有效地提高存储器电路的分析效率,能够给人科学的预见性;并且在混合电路分析上也积累了丰富的数据,可以在实际的工作中起到指导作用。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
第一章绪论  6-8
  1.1 引言  6
  1.2 电子元件可靠性  6-7
  1.3 IC 失效分析概述  7
  1.4 课题背景、内容与意义  7-8
第二章集成电路失效模式与机理  8-17
  2.1 失效模式  8-9
  2.2 失效机理  9-17
    2.2.1 电过力损伤EOS 与ESD  9-12
    2.2.2 可动离子的自动恢复  12-13
    2.2.3 随机工艺缺陷和机械损伤  13-17
第三章功能失效分析的方法与设备  17-30
  3.1 电性检测—CURVE TRACER  18-19
  3.2 功能检测—MINITESTER/EVB  19-21
  3.3 光辐射显微分析—LIGHT EMISSION MICROSCOPE  21-23
  3.4 机械微探针测试—MECHANICAL MICROPROBE  23-24
  3.5 微分析技术—SEM/FIB  24-26
  3.6 芯片剥层技术  26-30
第四章功能失效分析的主要流程  30-31
第五章 8BIT MCU 存储器及混合模块的分析  31-75
  5.1 Freescale 8bit MCU 简介及分析方法概述  31-32
  5.2 存储器电路的分析  32-64
    5.2.1 掩模ROM 的分析  33-46
      5.2.1.1 掩膜ROM 的两种存储机理和存储结构  34-36
      5.2.1.2 掩膜ROM 的失效模式和失效机理  36-38
      5.2.1.3 掩膜ROM 的失效分析实例  38-46
    5.2.2 EEPROM 的分析  46-57
      5.2.2.1 EEPROM 的存储机理和存储单元  47-49
      5.2.2.2 EEPROM 的可靠性问题和失效模式  49-52
      5.2.2.3 EEPROM 的失效分析实例  52-57
    5.2.3 SRAM 的分析  57-64
      5.2.3.1 SRAM 的存储机理和存储结构  57-59
      5.2.3.2 SRAM 的失效模式  59-60
      5.2.3.3 SRAM 的失效分析实例  60-64
  5.3 SAR ADC 的分析  64-75
    5.3.1 SAR ADC 的原理  64-68
    5.3.2 SAR ADC 的失效模式  68-69
    5.3.3 SAR ADC 的失效分析  69-75
第六章结论和意义  75-77
参考文献  77-79
发表论文和参加科研情况  79-80
附录:Freescale 失效分析报告示例  80-81
致谢  81

基于飞思卡尔8位MCU的集成电路功能失效分析技术

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