對使用銅絲鍵合的功率MOSFET進行失效分析
圖12和圖13顯示的是激光開封后露出來的釘架上銅鍵合。電子顯微鏡檢查發(fā)現(xiàn),在MOSFET的釘架上的鍵合上有裂縫,這可能是導(dǎo)致不正常的高阻值的主要原因。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/147852.htm接下來,我們先用機械研磨的方式至銅絲鍵合的中間位置成一橫切面,檢查銅絲鍵合和晶片金屬交界面,然后再進行聚離子束精細(xì)拋光,去掉研磨表面或有膠著的部分,電子顯微鏡顯示了銅絲和晶片金屬層之間的交界面(見圖14和圖15)。
檢查完銅絲鍵合和釘架鍵合,我們認(rèn)為高阻值失效是由釘架銅鍵合中的裂縫引起的。
案例研究二
在Vishay高可靠性銅絲鍵合工藝的開發(fā)和優(yōu)化過程中,失效分析對確定鍵合工藝參數(shù)發(fā)揮了重要作用。失效分析技術(shù)對幫助我們確定銅絲鍵合下面殘留鋁的厚度,并據(jù)此得出最理想的鍵合參數(shù)。表1顯示的是實驗結(jié)果,在實驗中對銅絲鍵合參數(shù)進行了調(diào)整,覆蓋到一組正常值周圍的一些參數(shù)值。
注意,這些參數(shù)的絕對值因鍵合機種而異,數(shù)值大小只是具有相對意義。
我們使用30℃、濃度63%的硝酸,去掉銅絲鍵合,沒有破壞下面的鋁層。然后用聚離子束(FIB)橫切面技術(shù)分析,查明在銅絲鍵合下面最薄的剩余鋁層。
圖16顯示,在Leg A1上,銅鍵合下面剩余鋁的厚度大約是2.06 μm。圖17顯示,在Leg A4上,銅鍵合下面剩余鋁的厚度大約是3.97 μm。我們用剩余鋁的最薄厚度作為過鍵合的安全裕量的指示器,發(fā)現(xiàn)減少基本功率能夠大幅降低銅絲過鍵合的風(fēng)險。我們認(rèn)為,一組優(yōu)化的鍵合參數(shù)應(yīng)當(dāng)提供良好的鍵合完整性,而且不會產(chǎn)生過鍵合。
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