對使用銅絲鍵合的功率MOSFET進(jìn)行失效分析

　　圖5 對模塑料進(jìn)行平行拋光。晶片(die)的高低相對于框架不是很平整，使得晶片的左上角先露了出來(lái)。

　　圖6和圖7顯示的是銅絲鍵合的聚離子束橫切面的照片，照片顯示殘留鋁的最薄厚度是0.125 μm。這種鍵合是必須避免的，但如果沒(méi)有很好的分析技術(shù)，就很難察覺(jué)。

　　采用化學(xué)刻蝕的辦法，能夠更快地測量出銅絲鍵合下面鋁層的厚度，只把銅絲和鍵合腐蝕掉，同時(shí)完整無(wú)損地保留下面的鋁層，就可以進(jìn)行聚離子束的橫切面分析。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能看到整個(gè)晶片表面的所有銅絲鍵合，這樣就可以選擇合適的鍵合進(jìn)行分析。

　　圖8顯示的是用酸刻蝕后的晶片表面。圖9顯示的是涵蓋一個(gè)鍵合區域的聚離子束橫切面。注意，從這幅圖上可以清楚地看到最上面鋁金屬層，鍵合造成周?chē)绯隽艘恍╀X，這表明最上面的金屬表面未曾受損。

　　采用傳統的機械研磨的方式暴露出引線(xiàn)鍵合的橫切面，在銅鍵合和鍵合下面金屬的交界處，經(jīng)常會(huì )發(fā)生銅膠著(zhù)于表面的情況。先研磨，再用聚離子束進(jìn)行精細拋光，就可以解決這個(gè)問(wèn)題，如圖10和圖11所示。

　　案例研究一

　　首先，我們研究一組用銅絲鍵合的MOSFET，經(jīng)過(guò)1000次的溫度循環(huán)后，呈現高阻失效狀態(tài)。要找到失效原因，需要對銅線(xiàn)兩端進(jìn)行仔細的檢查。首先，我們先用激光開(kāi)封，把釘架上銅鍵合露出來(lái)，這是因為傳統的酸開(kāi)封很容易損壞這些鍵合的緣故。