പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ, അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെ വികസനം, ഉത്പാദനം, ഉപയോഗം എന്നിവയിൽ ചെറിയ തോതിൽ പരാജയം ഒഴിവാക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. ഉൽപ്പന്ന ഗുണനിലവാര ആവശ്യകതകളുടെ തുടർച്ചയായ മെച്ചപ്പെടുത്തലിനൊപ്പം, പരാജയ വിശകലനം കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു. നിർദ്ദിഷ്ട പരാജയ ചിപ്പുകൾ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, ഉപകരണ രൂപകൽപ്പനയിലെ വൈകല്യങ്ങൾ, പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകളുടെ പൊരുത്തക്കേട്, പെരിഫറൽ സർക്യൂട്ടിൻ്റെ യുക്തിരഹിതമായ രൂപകൽപ്പന അല്ലെങ്കിൽ പ്രശ്നം മൂലമുണ്ടാകുന്ന തെറ്റായ പ്രവർത്തനം എന്നിവ കണ്ടെത്താൻ സർക്യൂട്ട് ഡിസൈനർമാരെ ഇത് സഹായിക്കും. അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെ പരാജയ വിശകലനത്തിൻ്റെ ആവശ്യകത പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന വശങ്ങളിൽ പ്രകടമാണ്:
(1) ഉപകരണ ചിപ്പിൻ്റെ പരാജയ സംവിധാനം നിർണ്ണയിക്കാൻ ആവശ്യമായ ഒരു മാർഗമാണ് പരാജയ വിശകലനം;
(2) പരാജയ വിശകലനം ഫലപ്രദമായ തെറ്റ് രോഗനിർണയത്തിന് ആവശ്യമായ അടിസ്ഥാനവും വിവരങ്ങളും നൽകുന്നു;
(3) പരാജയ വിശകലനം ഡിസൈൻ എഞ്ചിനീയർമാർക്ക് ചിപ്പ് ഡിസൈൻ തുടർച്ചയായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനോ റിപ്പയർ ചെയ്യുന്നതിനോ ആവശ്യമായ ഫീഡ്‌ബാക്ക് വിവരങ്ങൾ നൽകുന്നു, കൂടാതെ ഡിസൈൻ സ്പെസിഫിക്കേഷന് അനുസൃതമായി ഇത് കൂടുതൽ ന്യായയുക്തമാക്കുന്നു;
(4) പരാജയ വിശകലനത്തിന് പ്രൊഡക്ഷൻ ടെസ്റ്റിന് ആവശ്യമായ സപ്ലിമെൻ്റ് നൽകാനും വെരിഫിക്കേഷൻ ടെസ്റ്റ് പ്രോസസ് ഒപ്റ്റിമൈസേഷന് ആവശ്യമായ വിവര അടിസ്ഥാനം നൽകാനും കഴിയും.
അർദ്ധചാലക ഡയോഡുകൾ, ഓഡിയോണുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ എന്നിവയുടെ പരാജയ വിശകലനത്തിനായി, ഇലക്ട്രിക്കൽ പാരാമീറ്ററുകൾ ആദ്യം പരിശോധിക്കണം, ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിലുള്ള ഭാവം പരിശോധനയ്ക്ക് ശേഷം, പാക്കേജിംഗ് നീക്കം ചെയ്യണം. ചിപ്പ് പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സമഗ്രത നിലനിർത്തുമ്പോൾ, വിശകലനത്തിൻ്റെ അടുത്ത ഘട്ടത്തിനായി തയ്യാറെടുക്കുന്നതിന്, ആന്തരികവും ബാഹ്യവുമായ ലീഡുകൾ, ബോണ്ടിംഗ് പോയിൻ്റുകൾ, ചിപ്പിൻ്റെ ഉപരിതലം എന്നിവ കഴിയുന്നത്ര സൂക്ഷിക്കണം.
സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പിയും എനർജി സ്പെക്ട്രവും ഉപയോഗിച്ച് ഈ വിശകലനം നടത്തുന്നു: മൈക്രോസ്കോപ്പിക് മോർഫോളജിയുടെ നിരീക്ഷണം, പരാജയ പോയിൻ്റ് തിരയൽ, ഡിഫെക്റ്റ് പോയിൻ്റ് നിരീക്ഷണവും സ്ഥാനവും, ഉപകരണത്തിൻ്റെ സൂക്ഷ്മ ജ്യാമിതി വലുപ്പവും പരുക്കൻ ഉപരിതല സാധ്യതയുള്ള വിതരണവും, ഡിജിറ്റൽ ഗേറ്റിൻ്റെ ലോജിക് ജഡ്ജ്മെൻ്റും. സർക്യൂട്ട് (വോൾട്ടേജ് കോൺട്രാസ്റ്റ് ഇമേജ് രീതി ഉപയോഗിച്ച്); ഈ വിശകലനം ചെയ്യാൻ എനർജി സ്പെക്ട്രോമീറ്റർ അല്ലെങ്കിൽ സ്പെക്ട്രോമീറ്റർ ഉപയോഗിക്കുക: മൈക്രോസ്കോപ്പിക് എലമെൻ്റ് കോമ്പോസിഷൻ വിശകലനം, മെറ്റീരിയൽ ഘടന അല്ലെങ്കിൽ മലിനീകരണ വിശകലനം.
01. അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉപരിതല വൈകല്യങ്ങളും പൊള്ളലും
ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉപരിതല വൈകല്യങ്ങളും ബേൺ-ഔട്ടും സാധാരണ പരാജയ മോഡുകളാണ്, ഇത് ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ ശുദ്ധീകരിച്ച പാളിയുടെ തകരാറാണ്.
ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ മെറ്റലൈസ്ഡ് പാളിയുടെ ഉപരിതല വൈകല്യം ചിത്രം 2 കാണിക്കുന്നു.
ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ രണ്ട് മെറ്റൽ സ്ട്രിപ്പുകൾക്കിടയിലുള്ള ബ്രേക്ക്ഡൌൺ ചാനൽ ചിത്രം 3 കാണിക്കുന്നു.
മൈക്രോവേവ് ഉപകരണത്തിലെ എയർ ബ്രിഡ്ജിൽ മെറ്റൽ സ്ട്രിപ്പ് തകർച്ചയും ചരിഞ്ഞ രൂപഭേദവും ചിത്രം 4 കാണിക്കുന്നു.
മൈക്രോവേവ് ട്യൂബിൻ്റെ ഗ്രിഡ് ബേൺഔട്ട് ചിത്രം 5 കാണിക്കുന്നു.
സംയോജിത ഇലക്ട്രിക്കൽ മെറ്റലൈസ്ഡ് വയറിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ കേടുപാടുകൾ ചിത്രം 6 കാണിക്കുന്നു.
ചിത്രം 7, മെസ ഡയോഡ് ചിപ്പ് തുറക്കുന്നതും തകരാറും കാണിക്കുന്നു.
ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ ഇൻപുട്ടിൽ സംരക്ഷിത ഡയോഡിൻ്റെ തകർച്ച ചിത്രം 8 കാണിക്കുന്നു.
മെക്കാനിക്കൽ ആഘാതം മൂലം ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ചിപ്പിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിന് കേടുപാടുകൾ സംഭവിച്ചതായി ചിത്രം 9 കാണിക്കുന്നു.
ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ചിപ്പിൻ്റെ ഭാഗിക പൊള്ളൽ ചിത്രം 10 കാണിക്കുന്നു.
ചിത്രം 11 കാണിക്കുന്നത് ഡയോഡ് ചിപ്പ് തകരുകയും ഗുരുതരമായി കത്തിക്കുകയും ചെയ്തു, തകർച്ച പോയിൻ്റുകൾ ഉരുകുന്ന അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറി.
ചിത്രം 12-ൽ ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് മൈക്രോവേവ് പവർ ട്യൂബ് ചിപ്പ് കത്തിച്ചതായി കാണിക്കുന്നു, കരിഞ്ഞ പോയിൻ്റ് ഉരുകിയ സ്പട്ടറിംഗ് അവസ്ഥയാണ് കാണിക്കുന്നത്.
02. ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ബ്രേക്ക്ഡൗൺ
ഇൻസേർഷൻ, വെൽഡിംഗ്, മെഷീൻ അസംബ്ലി, മറ്റ് പ്രക്രിയകൾ എന്നിവയ്ക്കായി സർക്യൂട്ട് ബോർഡിൽ വരെ നിർമ്മാണം, പാക്കേജിംഗ്, ഗതാഗതം എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങൾ സ്റ്റാറ്റിക് വൈദ്യുതിയുടെ ഭീഷണിയിലാണ്. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള ചലനവും പുറംലോകം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന സ്ഥിരമായ വൈദ്യുതിയുമായി എളുപ്പത്തിൽ സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നതും കാരണം ഗതാഗതം തകരാറിലാകുന്നു. അതിനാൽ, നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നതിന് ട്രാൻസ്മിഷനിലും ഗതാഗതത്തിലും ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് സംരക്ഷണത്തിന് പ്രത്യേക ശ്രദ്ധ നൽകണം.
യൂണിപോളാർ MOS ട്യൂബും MOS ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടും ഉള്ള അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളിൽ, സ്റ്റാറ്റിക് ഇലക്ട്രിസിറ്റിയോട് പ്രത്യേകിച്ച് സെൻസിറ്റീവ് ആണ്, പ്രത്യേകിച്ച് MOS ട്യൂബ്, കാരണം സ്വന്തം ഇൻപുട്ട് പ്രതിരോധം വളരെ ഉയർന്നതാണ്, കൂടാതെ ഗേറ്റ്-സോഴ്സ് ഇലക്ട്രോഡ് കപ്പാസിറ്റൻസ് വളരെ ചെറുതാണ്, അതിനാൽ ഇത് വളരെ എളുപ്പമാണ്. ബാഹ്യ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ഇൻഡക്ഷൻ ബാധിക്കുകയും ചാർജ്ജ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ജനറേഷൻ കാരണം, കൃത്യസമയത്ത് ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, അതിനാൽ, ഉപകരണത്തിൻ്റെ തൽക്ഷണ തകർച്ചയിലേക്ക് സ്റ്റാറ്റിക് വൈദ്യുതി അടിഞ്ഞുകൂടുന്നത് എളുപ്പമാണ്. ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് തകർച്ചയുടെ രൂപം പ്രധാനമായും വൈദ്യുത തന്ത്രപരമായ തകർച്ചയാണ്, അതായത്, ഗ്രിഡിൻ്റെ നേർത്ത ഓക്സൈഡ് പാളി തകർന്ന് ഒരു പിൻഹോൾ രൂപപ്പെടുന്നു, ഇത് ഗ്രിഡിനും ഉറവിടത്തിനും ഇടയിലോ ഗ്രിഡിനും ഡ്രെയിനിനുമിടയിലുള്ള വിടവ് കുറയ്ക്കുന്നു.
MOS ട്യൂബുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ MOS ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ആൻ്റിസ്റ്റാറ്റിക് ബ്രേക്ക്ഡൗൺ കഴിവ് താരതമ്യേന അൽപ്പം മികച്ചതാണ്, കാരണം MOS ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലിൽ സംരക്ഷിത ഡയോഡ് സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒട്ടുമിക്ക സംരക്ഷിത ഡയോഡുകളിലേക്കും ഒരു വലിയ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് വോൾട്ടേജ് അല്ലെങ്കിൽ സർജ് വോൾട്ടേജ് ഉണ്ടായാൽ നിലത്തേക്ക് മാറാൻ കഴിയും, എന്നാൽ വോൾട്ടേജ് വളരെ കൂടുതലാണെങ്കിൽ അല്ലെങ്കിൽ തൽക്ഷണ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ കറൻ്റ് വളരെ വലുതാണെങ്കിൽ, ചിലപ്പോൾ ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ സംരക്ഷിത ഡയോഡുകൾ സ്വയം മാറും. 8.
MOS ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ബ്രേക്ക്ഡൗൺ ടോപ്പോഗ്രാഫിയാണ് ചിത്രം 13-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന നിരവധി ചിത്രങ്ങൾ. ബ്രേക്ക്ഡൌൺ പോയിൻ്റ് ചെറുതും ആഴമേറിയതുമാണ്, ഇത് ഉരുകിയ സ്പട്ടറിംഗ് അവസ്ഥ അവതരിപ്പിക്കുന്നു.
ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ ഹാർഡ് ഡിസ്കിൻ്റെ കാന്തിക തലയുടെ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് തകർച്ചയുടെ രൂപം ചിത്രം 14 കാണിക്കുന്നു.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജൂലൈ-08-2023
