半导体工艺中提高闪存可靠性的方法

针对半导体集成电路芯片在以后工作条件和应用环境下，以及在规定的工作时间内可能出现的失效模式，采取相应的设计技术，使这些失效模式能够得到控制或消除，从而使设计方案能同时满足其功能、特性和可靠性要求。具体分为以下4类技术：

1)常规可靠性设计技术。包括冗余设计、降额设计、灵敏度分析、中心值优化设计等。

2)针对主要失效模式的器件设计技术。包括针对热载流子效应、闩锁效应等主要失效模式，合理设计器件结构、几何尺寸参数和物理参数。

3)针对主要失效模式的工艺设计保障。包括采用新的工艺技术，调整工艺参数，以提高半导体集成电路芯片的可靠性。

4)半导体集成电路芯片可靠性计算机模拟技术。在电路设计的同时，以电路结构、版图布局布线以及可靠性特征参数为输入，对电路的可靠性进行计算机模拟分析。根据分析结果，预计电路的可靠性水平，确定可靠性设计中应采用的设计规则，发现电路和版图设计方案中的可靠性薄弱环节。

intel 前CEO 展示晶圆

2工艺保障

通过设计，为芯片的可靠性水平奠定了基础，最终芯片产品的实际可靠性水平取决于芯片的制造工艺。为保证工艺可靠性要求的实现，从芯片生产涉及的环节应主要考虑以下几个方面的控制：

1)原材料控制。包括对掩膜版、化学试剂、光刻胶、特别对硅材料等原材料的控制。控制不仅采用传统的单一检验方式，还可对关键原材料采用统计过程控制SPC技术，确保原材料的质量水平高，质量一致性好。

2)加工设备的控制。除采用先进的设备进行工艺加工外，还应做好对设备日常维护、预防性维修等工作，同时应对设备的关键参数进行监控，必要时建立设备参数的SPC控制模型进行分析控制等。

3)工艺加工过程的控制。包括对关键工艺参数进行SPC控制、工序能力分析、6σ设计等，同时对工艺加工关键环节建立工艺检验手段，如对氧化层的针孔和裂纹的检验、对可动金属离子的检验、对金属层稳定性的检验等。

此外，工艺方面的保障还应包括对 *** 作人员的培训和考核、对环境洁净度的控制和建立先进的生产质量管理信息系统等方面。

3筛选、验证保障

设计、加工的半导体集成电路芯片交付之前，需进行筛选、检验以保证芯片的质量与可靠性。目前，行业内普遍认可的是参照GJB 597A-96《半导体集成电路总规范》相应质量等级要求和用户要求，对半导体集成电路芯片进行100%筛选、鉴定检验和质量一致性检验。其中100%筛选对所有裸芯片进行，主要进行晶片批验收、稳定性烘焙、电探针测试、功能拉偏测试、内部目检。通过100%筛选尽可能地剔除早期失效芯片。

鉴定检验和质量一致性检验是对封装样品进行，从筛选合格芯片中随机选取芯片封装后参照GJB 597A-96《半导体集成电路总规范》相应质量等级要求和用户要求进行鉴定检验和质量一致性检验，其中不进行与封装有关的试验。通过这种方式，验证整批裸芯片的质量与可靠性水平能否满足用户要求和长期可靠性要求。而按不同要求检验的芯片分别达到相应质量等级要求。

通过这种方式，不但能够指导半导体集成电路芯片研制单位设计、制造相应质量等级要求的芯片，同时也便于使用单位选用，满足其不同应用环境的使用需求。

硬件失效的主要原因是什么

你是否长时间纠缠于线路板的失效分析？你是否花费大量精力在样板调试过程中？你是否怀疑过自己的原本正确的设计？也许许多硬件工程师都有过类似的心理对话。有数据显示，78%的硬件失效原因是由于不良的焊接和错误的物料贴片造成的。

导致工程师花费大量时间和精力在样板调试和分析中，耽误了项目进度。如果一时间找不出不良原因，工程师会怀疑自己的原本正确的设计，致使自己误入不正确的思维方向。

在真正做硬件调试的时候，工程师往往会考虑很多高深的潜在诱因，但都不愿意去怀疑焊接是否足够可靠，但是往往“最安全的地方，就是最危险的地方”。

工程师们会习惯性的认为焊接这样简单的事情不会造成许多貌似复杂的问题，一旦这样的问题发生了，他们也会习惯性的去考虑软件的健壮性，硬件电路的设计的合理性。比如：

1案例一

由于DDR高速信号部分某一信号的虚焊，系统作普通小数据量传输时看似都工作正常，然而在做大数据量的burst *** 作时，比如高清电影播放， *** 作系统载入，就会常常报错。而往往被误以为是软件原因，软件工程师长时间查看代码无果。

2案例二

由于焊接时时间和温度控制不当，导致LCD和USB这样的连接器内部的塑料结构部分因为高温而融化变形，导致某一信号意外断开，从而LCD无显示，USB无通讯，被误以为是软件驱动问题。

3案例三

在CPU电源旁，密集的分布着大量去偶电容，由于焊接过程中多余的焊锡导致某一电容短路，结果导致硬件工程师花费大量时间去逐个排查短路原因。

4案例四

高速信号接口连接器，由于某一信号虚焊，导致系统可以工作在较低的总线频率，一旦提升总线速度，系统立即报错。这样问题的原因基本很难被定位。

5案例五

由于电感部分的焊接不良，导致LED的PWM调光功能失效，工程师花大量时间确认是否是软件或者硬件的问题。

焊接，看似简单，但是也是有许多的工作细节和步骤拼凑而成，而这些环节彼此间也是环环相扣的，任何一个环节的错误都会导致最终的问题。所以，在硬件调试过程中，建议工程师们先观察你的样机的焊接质量。

物料是否正确？

脚位是否正确？

是否有连锡，空焊，虚焊的情况？

锡膏过炉后是否饱满，反光？

PCB板是否有焦黄情况？

连接器的结构部分是否在高温下熔化？

芯片位置是否与丝印对应？

检查完以上“浅显”项目后，再把精力放到那些“高深”的问题上！

你想问的问题是cdm模式失效的条件吗。

CDM失效模式已经逐渐成为一个突出的问题，原因在于：第一，随着芯片工艺的进步，工作速度加快了，但芯片也变得脆弱了。集成度的提高使得器件尺寸越来越小，器件之间的连线宽度越来越窄，钝化层越来越薄，这些因素都会时芯片对静电放电的敏感性也越大。一个不太高的电压就能将晶体管击穿，一个微小的ESD电流就能将连线熔断，使得半导体器件失效，增加科研成本；第二，通过测量CDM模式的静电放电波形，能够通过检查检测后的器件性能表现可以判断器件是否失效；第三，通过分析放电波形的峰值、周期等参数对半导体器件性能是否失效进行分析，从而提出避免器件失效的预防措施。因此，提出基于CDM模式可以手动 *** 作的静电放电的测试系统及方法十分必要。

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