환경 시험 평가 (반도체 신뢰성 평가)

- 신뢰성 평가 정의

가속 환경과의 stress 조건 비를 시간으로 환산한 가속계수를 이용하여 높은 신뢰성의 경쟁력 있는 제품을 확보하는 것

 

- 신뢰성의 정의

정해진 사용 환경과 조건에서 의도하는 기간 정해진 기능을 발휘하는 확률

 

- 환경 가속 시험 목적

신뢰성 시험은 제품이 사용 중에 노출될 수 있는 환경에 대하여 충분한 내성을 가지고 있는지 평가하기 위하여 실시하는 시험

Fab이나 조립 공정 과정에서 발생될 수 있는 다양한 형태의 오염이나 부식 등 후천적인 문제에 의해 사용 환경에서 문제를 일으킬 수 있는 부분을 사용 환경에 부합하는  (온도나 전압)를 인가하여 조기에 평가하고 적절한 대책을 수립하기 위함

 

-  고온 고습 전압 시험 (THB)

metalization에서 발생하는 부식을 가속하기 위한 시험으로 온도 85도 상대습도 85% 조건에서 Bias를 Vdd 최대값으로 인가한다.

-  고온 고압 고습 시험 (PCT)

-  온도 싸이클 시험 (TC)

 

- 불량 유형 분석 목적

신뢰성 향상시키기 위해 요구되는 것은 신뢰성 고장 유형을 이해하는 것

가속 계수를 산출함으로써 신뢰성을 예측할 수 있고 개선 대책을 수립할 수 있다.

 

- 불량 유형 분석 중 불량 유형 중 픽스의 법칙

 

농도 변화에 관한 법칙

 

제1 법칙은 정상 상태 조건 하에서 단위 면적당 확산되는 물질의 유속은 농도 기울기에 반비례

제2 법칙은 비정상 상태 조건에서, 어떤 위치에서 시간에 따른 농도의 변화는 농도를 위치에 대해 두 번 미분한 값과 비례

 

- 불량 분석하기

1.     전기적 분석 (DC Parameter Test)을 실시한다.

2.     X-ray 촬영을 실시한다.

3.     Package Decapsulation 과 Layer Etching을 실시한다.

( 디캡 – Emission 분석해서 EM 지점을 찾으려고 )

4.     육안 검사를 실시한다.

5.     HEA (Hot Electron Analysis) 분석을 선택적으로 실시한다.

소자에 전기적인 신호를 인가한 후 불량 위치에서 방출되는 Photo Emission을 검출하는 분석방법 (소자의 leakage current 및 short fail 발생 위치를 특정하기 위해 사용)

6.     E-Beam Probing을 선택적으로 실시한다.

7.     배선 분석 및 회로 추출을 실시한다.

8.     단면 분석을 실시한다.