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金属TO封装激光器的制样与失效定位技术
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金属TO封装激光器的制样与失效定位技术

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  • 来源:
  • 发布时间:2024-11-08
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【概要描述】 金属TO封装激光器的制样与失效定位技术涉及多个关键环节和复杂过程。通过精确控制制样过程中的各项参数和采用先进的失效定位技术,可以确保激光器的质量和可靠性,满足各种应用场景的需求。本文主要针对这两个方面进行简单的介绍:

金属TO封装激光器的制样与失效定位技术

【概要描述】 金属TO封装激光器的制样与失效定位技术涉及多个关键环节和复杂过程。通过精确控制制样过程中的各项参数和采用先进的失效定位技术,可以确保激光器的质量和可靠性,满足各种应用场景的需求。本文主要针对这两个方面进行简单的介绍:

  • 分类:胜科新闻
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金属TO封装激光器的制样与失效定位技术涉及多个关键环节和复杂过程。通过精确控制制样过程中的各项参数和采用先进的失效定位技术,可以确保激光器的质量和可靠性,满足各种应用场景的需求。本文主要针对这两个方面进行简单的介绍:

一、金属TO封装光器件结构介绍

       如下图所示:这是一个金属TO封装的激光器内部结构,一般情况分析的对象是LD或者PD芯片,热沉通过锡焊接在管座上,光电二极管通过共晶焊(锡铅合金、锡铅银合金、锡银合金、锡铜镍镉合金)粘合在热沉上。由于三五族材料硬度大于热沉的硬度,三五族材料的脆性大于热沉的脆性,目前制样过程中出现大多的异常是在研磨去除热沉的时候,芯片出现破裂。

           

图1.TO光器件结构图

二、制样技术介绍

   1、  第一步:金相研磨  

   

图2.金相研磨机

     2、第二步:选择耗材,样品修整

   图3.研磨耗材及样品调整图

    3、第三步:耗材选择,backside制备   

 图4.研磨耗材样品制备图 

     4、第四步:取样

图5.样品取样图

三、失效定位分析技术介绍

 EL(Electroluminescence)测试基本原理:
(1)首先向芯片输入端加正向偏置电压,电源向晶体衬底注入大量非平衡载流子,发光依靠从扩散区注入的大量非平衡载流子不断的与空穴复合发光,放出光子;
(2)再利用EMMI的铟镓砷微光显微镜捕捉这些光子;
(3)最后通过计算机处理后成图像。
注意:整个测试过程必须在暗室进行完成,且成光为红外光。

   

 

图6.EL测试的基本原理图

 

四、设备功能介绍

 

铟镓砷微光显微镜InGaAs的介绍:

侦测的波长范围(800nm-1600nm),当半导体组件有过量的电子-电洞产生时,会因电子-电洞对销而产生光子,此可被EMMI显微镜侦测到。

设备可以适用于以下异常的侦测:

(1)会产生亮点的缺陷- 漏电结(Junction Leakage)

(2)接触毛刺(Contact spiking)

(3)Hot electrons(热电子效应)

(4)闩锁效应(Latch-Up)

(5)氧化层漏电(Gate oxide defects / Leakage(F-N current)

(6)多晶硅晶须(Poly-silicon filaments)

(7)衬底损伤(Substrate damage)

(8)(物理损伤)Mechanical damage等。

 

         图7.铟镓砷微光显微镜InGaAs

 

五、分析案例

 

       如下图所示:激光器出现了漏电失效;无损分析未发现明显的缺陷;对样品开封及电测后(图1),电性未发生改变;对样品金相冷镶嵌,金相backside制备(图2),并金相EL定位,找到怀疑异常位置后(图3),将芯片取出进行后续的物理表征(图4)。

 

图8.分析案例图

胜科纳米:

胜科纳米主要从事半导体第三方检测分析服务,致力于打造专业高效的一站式检测分析平台,为半导体产业链客户提供失效分析、材料分析、可靠性分析等检测分析服务。公司通过专业精准的检测分析服务,判断客户产品设计或工艺中的缺陷,助力客户提升产品良率与性能,成为半导体领域研发制造和品质监控的关键技术支撑平台,承担辅助客户研发的重要角色。凭借多元化的检测分析项目与专业精准的诊断能力,公司被形象地喻为“芯片全科医院”。

公司搭建了开放式的专业分析平台,拥有世界一流的先进仪器,例如 CT/C-SAM、NanoProbe、Thermal / EMMI / OBIRCH、HR-TEM、FIB、SEM、 Decap、Delayer、HTOL/HAST/TC/TS/THB、ESD、D-SIMS、TOF- SIMS、XPS/ESCA、AFM 等,7 天 24 小时运作提供服务

 

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