对使用铜丝键合的功率MOSFET进行失效分析

　　图12和图13显示的是激光开封后露出来的钉架上铜键合。电子显微镜检查发现，在MOSFET的钉架上的键合上有裂缝，这可能是导致不正常的高阻值的主要原因。

　　接下来，我们先用机械研磨的方式至铜丝键合的中间位置成一横切面，检查铜丝键合和晶片金属交界面，然后再进行聚离子束精细抛光，去掉研磨表面或有胶着的部分，电子显微镜显示了铜丝和晶片金属层之间的交界面(见图14和图15)。

　　检查完铜丝键合和钉架键合，我们认为高阻值失效是由钉架铜键合中的裂缝引起的。

　　案例研究二

　　在Vishay高可靠性铜丝键合工艺的开发和优化过程中，失效分析对确定键合工艺参数发挥了重要作用。失效分析技术对帮助我们确定铜丝键合下面残留铝的厚度，并据此得出最理想的键合参数。表1显示的是实验结果，在实验中对铜丝键合参数进行了调整，覆盖到一组正常值周围的一些参数值。

　　注意，这些参数的绝对值因键合机种而异，数值大小只是具有相对意义。

　　我们使用30℃、浓度63%的硝酸，去掉铜丝键合，没有破坏下面的铝层。然后用聚离子束(FIB)横切面技术分析，查明在铜丝键合下面最薄的剩余铝层。

　　图16显示，在Leg A1上，铜键合下面剩余铝的厚度大约是2.06 μm。图17显示，在Leg A4上，铜键合下面剩余铝的厚度大约是3.97 μm。我们用剩余铝的最薄厚度作为过键合的安全裕量的指示器，发现减少基本功率能够大幅降低铜丝过键合的风险。我们认为，一组优化的键合参数应当提供良好的键合完整性，而且不会产生过键合。

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