takahiro-灼怎么读
OBIRCH
原理
Thermal Laser Stimulation (TLS)
OBIRCH, TIVA,SEI
利用雷射加熱
IC
局部區域
,
改變其電特
性
,
用以定位問題點定義
:
利用雷射光束
(
例
:
波長
: 1.3 um,
能量
:100mW,
聚焦點
:0.65um, )
掃描晶片
,
造成局部加熱
的效果
,
並偵測其電性變化用以定位
(
可能
)
有問題的點
.
功用
:
原發展用於定位內連接線
(inter
connect)
的問題點
也可應用於
polysilicon short,
ESD Defect, soft gate oxide short,
on-
state transistors.
可與
PEM
建構在一起
,
互補功能的不同
< br>,
用以定位問題點
。
雷射激發名詞
(
縮寫
)
名詞
(
縮寫
)
Thermally
Induced V
oltage Alterations
(
TIVA)
，
Optical
Bea
m Induced Resistanc
e
Change
(OBIRCH)
Seebeck
Effect Imag
ing
(SEI)
下表除了熱刺激也包括了光刺激
)
物理原理測方式
FA
利用雷射光照射加熱
(
波長
>1.1um),
使該點
外加定電流
,
產生阻抗變化
.(
因熱
量測電壓變化
,
外加定
改變阻
抗係數
)
電壓
,
量測電流變化
應用
Location of
Shorts,
Vias with Incorrec
t
Resistance
塞
(
席
)
貝克效應
(Seeb
eck effect/ Thermal
Couple):
指兩種不同
一般不加偏壓
的導體接觸點會因溫
度差而產生電動勢
Light Induced Volta
當照射雷射光的能量
外加定電流
,
ge
Alterations
比能隙
(bandgap)
大
,
量測電壓變化
(LIVA)
註
將刺激半導體產生電
子電動對
(electron-h
ole pairs),
進而影響
空乏區的
電流變化
(
非
空乏區會再結合
)
Optical Beam Induce
直接量測
(
不加偏壓
< br>)
d current
加定電壓
,
(OBIC)
註
量測電流變化
Location
of Opens
Location of Open
Ju
nctions and Substra
te
Damage
buried diffusion
re
gions defective/dam
aged
junction gate
oxide short
註
: OBIC/LIVA
不屬於雷射
加熱刺激
,
因為其為改變接面
(PN<
/p>
接面的空乏區
)
狀況
,
訊號強度為好
LST
的好幾倍<
/p>
其他名詞
:
CC-OBIRCH: Constant Current Optical
Beam Induced Resistance Change.
與
TIVA
同義
IR-OBIRCH:
Infrared Optical Beam Induced Resistance Change.
與
OBIRCH
同義
TBIP:
Thermal Beam Induced phenomenon,
XIVA:
Externally Induced Voltage Alterations.
此兩名詞均指利用
OBIRCH
量測架構
,
不過修正量測電流的方式
,
基本
上是使用電感與電壓
放大器
.(inductor and
voltage amplifier),
其與
OBIRCH<
/p>
差異為
輸入定電壓
,
量測電壓
變化
SOM: Scanning Optical
microscope;
掃描式光學顯微鏡
< br>基本原理摘要
:
使用紅外線
:
因位矽能隙
(bandgap)
關係<
/p>
,
須使用波長大於
1.1 um(1.
1eV)
的近
紅外線
(NIR)
雷射
,
因為波長小於
1.1
會產生光電流
利用此
雷射光束加熱金屬
性元件
(metall
ic element);
可以延伸到多晶矽
(polysilicon)
與重摻雜的基材
(highl
y doped substrate a
rea)
改變
加熱區域的
電
(
阻
)
特性
此電阻改變
引發電流或電壓的變動
<
/p>
內部的電流電壓改變可
由
電源供應器
(power
supply)
端量測到變化
利用雷
射的掃描點與電源功率變化
(
電壓或電流
改變
),
可
定位
IC
上對熱敏感點
(
電阻變化點<
/p>
)
TLS
分為兩類
:
電阻變化
(resistance variation):
OBIRCH, TIVA
塞
(
席<
/p>
)
貝克效應
(Thermoel
ectric energy conversion or Seebeck
effect): SEI OBIRCH, TIVA,
改變短路區域的電阻
變化
,
若為導體
(conductor)
短路電阻隨溫
度增加而增加
,
若為半導體
(sem
iconductor)
短路
電阻隨溫度增加而減少
使用紅外線可穿越
Si
底材
(Substrate,
波長
>1
.1um),
所以可以使用於
晶背
(b
ack side)
的
FA.
其穿透量與摻雜物質
&
濃度有關<
/p>
,
底材若為摻雜
Si,
< br>須磨薄
(
約
100
u
m)
阻值變化
:
電阻隨溫度改變關係如下式所示
:
[tr]
物質
ρ
0(?
Ω
*cm)
α
TCR(oC-1)[/
Δ
ρ
=
ρ
0
α
TCR(T-T0)
tr][tr]Cu1.554.33*10-3[tr][tr]Al
ρ
0:
電阻率
(resistivity);
Δ
T:
為溫度變化
;
2.54.67*10-3[tr][tr]W4.894.83*10
α
TCR:
電阻的溫度係數
(thermal
coefficient o
-3[tr][tr]Ti425.5*10-3[tr]
[tr]Ta
12.43.6*10-3[tr][tr]CoSi2203.1*1<
/p>
f resistance);
0-3[tr][tr]C3.
5*105-0.5*10-3[tr]
外加電源時
,
熱引起的電阻改變
:
[tr]Si640*1
08-75*10-3[tr][tr]TaN
提供定電流源
(current
source)
量電壓變化
250(
註
)-0.085*10-3[tr][tr]TiN150<
/p>
Δ
V=<
/p>
Δ
RICIS (TIVA, SEI)
(
註
)(
註
)[tr][/tr]
提供定電壓
(voltage
source)
源量電流變化
Δ
I=-
(
Δ
RIC/RIC2)Vs (OBIRCH)
註
:
這些數值與其化學組成
,
結晶方
RIC
為整顆
IC
的阻抗變化
式
,
有很大關係
若要更精確的
估計可將各材質的串並聯考慮進去
.
如
TaN
/Cu
為並聯
塞
(
席
)
貝克效應
(seebeck):
所指為在不同金屬接面有溫度梯
度
(grad
ients),
會產生電動勢
(E
le
ctromotive),
半導體中如
W-A
l (Metal line, contact)
Δ
V=(
Q1-Q2)
Δ
T=Q1-2
Δ
T
Q1,Q2: thermoelectric
power
若未加偏壓
,
所量到的電壓變化
Seebeck
係數
(Seebeck
coefficients):
[tr]Q(?V/oC)[/tr]
Al
-0.34
註
:1
W
3.6
註
:1
Al/n+Si
287
註
:2
Al/p+Si
-202
註
:2
註
:
1.
相對於銅的值
.
2.
摻雜濃度
: 1018cm-3