复旦大学：《材料失效分析 Materials Failure Analysis》课程教学资源（课件讲稿）第五章 微电子芯片的失效分析（主讲：江素华）

第五章微电子芯片的失效分析 江素华 复日大学材料科学系

第五章 微电子芯片的失效分析 江素华 复旦大学材料科学系

内容提要 1.芯片结构及元器件工作原理 2.芯片失效机理 3.芯片失效分析技术

内容提要 1. 芯片结构及元器件工作原理 2. 芯片失效机理 3. 芯片失效分析技术

芯片的制造:单晶、硅片、晶圆、芯片 封装、组装

芯片的制造：单晶、硅片、晶圆、芯片、 封装、组装

集成电路的发展 FIRST MICROPROCESSOR PENTIUM 4 (4004 by Intel 1971) 0. 18um 42 million components 1.7 GHz

集成电路的发展

集成电路的发展 TAL Metal Metal 3 Actual cross-section of a modern microprocessor chip. Note the multiple levels of metal and the planarization

5 集成电路的发展

CMOS: Standard Metallization TITIN TIN, ARC TiS 补偿性超效应晶 Metal 1. Al-Cu 体管器件结构剖 面示意图 BPSG P- Well N-Well P-wafer 芯片多层互联线芯片互联结构实 结构剖面示意图 物照片 Passivation 2 Passivation 1 AlCu Allov Al-Cu USG Metal IMD 3 USG TiTIN TIN ARCI Metal 3 AI.Cu Allov Applications: Interconnection T IMD 2 USG Clobal USG Contant Sidewall BPSG Local Word interconnect P- Wafer

补偿性超效应晶 体管器件结构剖 面示意图 芯片多层互联线 结构剖面示意图 芯片互联结构实 物照片

双极型晶体管原理 ADD BORON ( B)TO GET P DOPED REGION UNBOUND ELECTRONS CURRENT FLOW ELECTRON FLOW 000.0 FORWARD BIASED JUNCTION ALLOWS CURRENT FLOW 000 DEPLETION REGION ABSENCE OF ELECTRONS OR"HOLES PHOSPHOROUS DOPIN ELECTRON FLOW CURRENT FLOW P-N JUNCTION REVERSE BIASED JUNCTION 电子材料与器件工艺一绪论

电子材料与器件工艺－绪论 7 双极型晶体管原理

双极型晶体管工艺 NPN Bipolar Transistor Emitter Base Collector Al Cu S 删影要败解 n n-ep Electron flo n buried laver P-substrate COLLECTOR

双极型晶体管工艺

双极型晶体管工作原理 E 放大条件: p 10W<<L b E B L 20发射结正偏 be 3集电结反偏 n型 型 n型 发射区(E)基区(B)集电区( 下 B BC o。ooo C

双极型晶体管工作原理 放大条件： 1 o Wb << Lnb 2 o 发射结正偏 3 o 集电结反偏 n + p n E B C Ie Ic Ib RE RL Vbe Vcb

MoS场效应晶体管原理(NMOS) Source 9 Conducting 9 Gate Oxide N 06668 he邮ml N- Channel Electron Channel Majority PType Substrate

MOS场效应晶体管原理（NMOS）