La préparation des échantillons pour l’analyse de défaillance (FA) dans les semi-conducteurs consiste à préparer un échantillon d’un dispositif ou composant semi-conducteur afin d’identifier la cause de sa défaillance. Ce processus est crucial pour comprendre comment et pourquoi un semi-conducteur échoue, permettant aux ingénieurs de résoudre d’éventuels problèmes de conception ou de fabrication. Le processus comprend généralement plusieurs étapes :
- Inspection initiale : Inspection visuelle à l’aide de microscopes (optique, microscope électronique à balayage, etc.) pour identifier les dommages ou défauts évidents à la surface du dispositif.
- Clivage ou sectionnement : Découper ou cliver le semi-conducteur pour exposer les couches et structures internes pour un examen plus approfondi.
- Polissage ou lapidage : Lissage et polissage de la surface découpée pour créer une zone plane et propre permettant des images et analyses détaillées. Cela implique souvent un polissage mécanique suivi d’un polissage plus fin pour obtenir une surface de haute qualité.
- Gravure : Application de traitements chimiques pour retirer des couches de matériau et révéler les structures sous-jacentes. Cette étape peut être utilisée pour examiner les sections transversales des différentes couches à l’intérieur du semi-conducteur ou exposer certains défauts.
- Microscopie électronique à balayage (SEM) : Après la préparation de l’échantillon, SEM est souvent utilisé pour inspecter les microstructures avec des images à haute résolution afin d’identifier tout défaut ou anomalie.
- Faisceau d’ions focalisé (FIB) : Le FIB peut être utilisé pour éliminer des zones spécifiques de l’échantillon pour une analyse plus approfondie, voire pour préparer des sections ultra-fines pour la microscopie électronique en transmission (TEM).
- Imagerie par rayons X : Dans certains cas, l’imagerie par rayons X est utilisée pour identifier les défauts internes, comme des fissures ou des vides qui pourraient ne pas être visibles avec des microscopes optiques ou électroniques.
L’objectif est de collecter autant d’informations que possible concernant le mécanisme de défaillance, telles que des courts-circuits, des circuits ouverts, des dégradations de matériaux ou des défauts de fabrication, afin que des actions correctives puissent être prises pour améliorer le processus de conception ou de fabrication.
