SRAM失效分析

即便 ； ￣ Ｈ ｊ Ｊ － ｋ ，仃 时仍 不 能 确 定 Ｓ Ｒ Ａ Ｍ 的失 效 原 【 大 ｌ ｌ ， 这 说 明物理 分析 和 电气分析 能力 上存 在着 差距 。 如 ２所永 ， 纳 米探针 能直 接 探 测被 怀 疑 Ｓ Ｒ Ａ Ｍ 单
２ 纳 米 探 针 的 优 势 及测 试 挑 战
常放在 品 图片上 芯 片间 的切割 道 中。显 然 ，这 种 方
法 不 能在 实 际芯 片内 的失 效 位置 上 进 行 电 气表 征 。 目前 ， 利 用 扫 捕探 针显 微镜 （ Ｓ Ｐ Ｍ ）技 术 的纳 米 探 测 已能 使 用 压 电致 动 器 达 到纳 米 级 （ ９ — １ ０ ｎ ｍ）的 探测 水平 。 而 本文 介绍 的是 一种 新 的失效 分析 技术 ，
置 进 ｉ Ｎ 睦， 许Ｈ ． 测 链速 度快 。 冈 ３是用 Ｂ ｌ ５ ０ ０ Ａ和 纳 米探 针 测量 欠 效 Ｓ Ｒ Ａ Ｍ
革 命 性 的 飞跃 ； 但纳 米探 针 也 带 来 其 闩身相 关 的
挑战 ， 由于 存 在热 膨 胀 和 压 电致 动 器 的 “ 滑 动 ”， 因 此 难 以在 长时 问 内保持 良好 的电气接 触 。
ｎ ｉ ｎ ｇ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ）
这项 技 术使用 一种 通用 的纳 米探 针 ，来 自 日立 高科
技公 司制作 的 Ｎ 一 ６ ０ ０ ０精细结构器件表征系统 ， 以
和 透 射 电 子 显 微 镜
（ Ｔ Ｅ Ｍ． Ｉ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ 一
接触 每 一 个品 体管 ．这 类似 于用 Ｔ Ｅ Ｍ和 Ｓ Ｅ Ｍ 进 行 传 统 失效 分析 的过 程 。如上 所述 ，在使 用纳 米探 针
时 ，【 Ｉ Ｊ ‘ 以 用 常 的 时 间进 行 电 气 测 量 。 因 此 Ｂｌ ５ ０ ０ Ａ是 常 适 合用 于这 种 情 况下 测 量 的 仪 器 ， 【 天 】 为它 提供 火 艟的 Ｊ 、 用测 试 ， 能通 过 简单 的参 数设
通过 选择 适 当的预处 理技 术 ，就 町以用纳 米探 针测 量 失 效 器 件 中 的单 个 晶体 管 和连 线 ， 它 们就 如 同是 标 准 Ｔ Ｅ Ｇ中 的被 测器 件 （ 见 冈 ２） 。这 是 一 个
ｊ ｃ ｑ － ， 的 ６个 晶体 管 ， 并 对其进 行 单独 的 电气 评估 ， 从 而仃助 于 弥 补物 测 量和 电 气洲 量 的差 距 。当然 ， 为进 行这 种类 的 分析 ， 必 须去 除表层 ， 从 而能单 独
用 测试 。
接 下 来 将 介绍 如何 用 Ｂ １ ５ ０ ０ Ａ 和 纳 米探 针 ， 利 用Ｎ Ｅ Ｃ电 子公 司提供 的数 据 埘 Ｓ Ｒ ＡＭ进 行失 效 分
析
３ 使用纳米探针 ＋ Ｂ １ ５ ０ ０ Ａ 进行 Ｓ Ｒ Ａ Ｍ失效 分 析
｜ ｒ ｏ ｎ ｍ ｉ （ ＇ ｒ ＿ Ｏ Ｓ ｆ ｔ Ｏ １ ） ｅ） 进 行 实 际 观 察 和 判 断 造 成 失 效 的 成 因 但 Ｓ Ｅ Ｍ和 Ｔ Ｅ Ｍ 都 属 破坏 性 的 测试 ， 只 能 在 若 干 可 能 失 效 位 置 中 观看其 中一 个点 。这 就 大
匝互】■
Ｓ ｕ ｈ Ｄ ｎ ｉ Ｇ ● 佃Ｓ 翻 心
仔 储器 单 Ｊ Ｃ ６个 体 管 的 Ｉ ｃ １ 一 Ｖ ｄ ｆ Ｈ ｛ 线 图 （ ａ） 是接
人品 体 管 ， 罔 （ Ｉ １ ） 是驱 动 品体 管 ， 和图 （ ） 是 负载 品 体管 。实线 表水 左 体 管 ， 虚线表 示有 晶体 管 。 从 这 冈 可 很 容 易 确 定 Ｓ Ｒ ＡＭ 比特 位 的 失 效 原 因 是
谢 凯 翔
（ 是德 科技 ）
１ 引言
目前 ．能探 测 极窄线 宽 的纳 米探 针技 术取 得 了 许 多进 展 ， 从 而能表 征 集 成 电路 内单 个器 件 的 电 气
常 规 器件 电气测 试方 案需 要把 器件 放在带 探 针
测 试点 的 Ｔ Ｅ Ｇ（ 测 试 元件组 ）中 ， 而这 一 Ｔ Ｅ Ｇ则通
特性 。这 篇文 章将 介绍 如 何 用 Ｂ１ ５ ０ ０ Ａ半 导 体 器 件 分 析 仪进 行 这类 测 量 ， 我 们通 过 Ｓ Ｒ Ａ Ｍ 失 效 分 析说
明这 项技 术 。
常规存储器失效分析是用逻辑测试仪探测有失
效 的 比特 位 ，然 后 用 扫描 电子 显 微镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ， ｓ ｃ ａ ｎ —
， ＋ ＋ …
／ ／…
＾…
； …
…
一
及 Ｋ ｅ ｙ ｓ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｂ １ ５ ０ ０ Ａ半 导 体器 件分 析 仪 。Ｎ 一 ６ ０ ０ ０叮 以直接 接触 集 成 电路 内的器 件 ，从 而有 助于 弥补 物 理 和 电气 失效 分析 技术 之 间的差 异。
破 坏性 的分析 ． ．
国
图 ２ 使 用纳 米 探 针 探 测 Ｓ Ｒ Ａ Ｍ
右侧 动晶体 管有 缺 陷 。
Ｂｌ ５ ０ ０ Ａ半 导 体器 件 分 析 仪有 能 力 Ｊ 、 埘 这 挑
战 ，在 建立 ｒ良好 的 电气 接触 后 ， Ｂ １ ５ ０ ０ Ａ的 Ｅ ａ ｓ ｙ —
Ｅ ＸＰ Ｅ Ｒ Ｔ软件 能在 短 时间 １ 人 Ｊ 快 速运 行一 项 或 多项 心
大 限 制 了 定 位 失 效 具 体
成 因 的能 力 。此 外 ， 对 于
非 常 小 的 残 留 物 或 异 常
掺 杂 密 度 造 成 的 电 性 失
效， 也 难 以采 用 传 统 的物 理 观 察 技 术 来 发现 ， 因此 需 要 增 加 一 些 其 它 类 型
的 电气测wenku.baidu.com试
图 １ 是德 科技 Ｂ １ ５ ０ ０ Ａ 半 导 体 器 件 分 析 仪