芯片從設(shè)計到進(jìn)入市場，都經(jīng)歷了層層測試與驗證。當(dāng)芯片在使用過程中出現(xiàn)異常時，如何快速、有效地鎖定問題來源，就成為失效分析FA的核心任務(wù)。在過往ic失效分析的檢測案例中，致晟光電的測試工程師往往第一時間選擇 IV曲線測試作為切入點。

那么，IV曲線測試到底測的是什么？

簡單來說，IV曲線測試能夠在最短時間內(nèi)揭示芯片的電氣健康狀況。它就像是芯片的“心電圖”，電壓與電流之間的關(guān)系一旦出現(xiàn)偏差，曲線形態(tài)就會發(fā)生變化，從而讓工程師直觀發(fā)現(xiàn)潛在的異常。

IV曲線測試反映的是電流隨電壓變化的特征。對于二極管，它能清楚展示正向?qū)ㄅc反向截止的狀態(tài)；對于MOSFET，它揭示閾值電壓、導(dǎo)通電阻和漏電流；在集成電路中，它則幫助判斷電源與引腳之間的電氣聯(lián)系。如果器件內(nèi)部存在缺陷，比如金屬互連的斷裂、PN結(jié)劣化或靜電放電造成的損傷，這些問題都會使IV曲線與“標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)”產(chǎn)生明顯偏離。

選擇IV曲線測試作為IC失效分析的第一步，原因在于它的高效與直觀。通過一次簡單的電氣測試，就能大致判斷失效模式：

1、若曲線幾乎無電流變化，可能是開路；

致晟光電iv測試

2、若電流在低電壓下迅速攀升，通常意味著短路；

致晟光電iv測試

3、若反向電流異常增加，則提示器件可能存在漏電或擊穿。

致晟光電iv測試

這樣的初步診斷，可以迅速鎖定問題類型，為后續(xù)更深入的分析提供了方向。在致晟光電的失效分析案例中，如果IV曲線揭示了短路特征，工程師會進(jìn)一步結(jié)合OBIRCH（研發(fā)中）等局部成像手段去尋找發(fā)熱點；而若曲線顯示漏電趨勢，則會利用熱紅外顯微鏡(鎖相紅外技術(shù))來精確定位擊穿點。

IV曲線的另一大價值在于對比性。工程師常將失效品與同批次良品的IV曲線進(jìn)行疊加，從差異中尋找線索：閾值電壓漂移可能指向工藝偏差或材料問題，導(dǎo)通電阻升高可能與熱應(yīng)力或老化相關(guān)。這種方法，就像醫(yī)生通過對比心電圖來判斷病因一樣，讓問題更快浮出水面。

當(dāng)然，IV曲線并非萬能。它揭示的是電氣特性，而不是直接的物理缺陷。若要真正追溯根因，往往還需結(jié)合FIB、SEM或TEM等物理分析手段。但即便如此，IV曲線依然是失效分析不可替代的“第一關(guān)卡”——成本低、速度快，像一次常規(guī)體檢，雖然基礎(chǔ)，卻能為后續(xù)復(fù)雜的“外科手術(shù)”指明方向。正因如此，致晟光電在IC失效分析體系中始終把IV曲線放在最前面。它不僅幫助工程師迅速勾勒出失效的整體輪廓，也為后續(xù)熱點失效減少彎路。無論是功率器件、存儲芯片，還是模擬與數(shù)字IC，IV曲線幾乎都是繞不開的第一步。

審核編輯 黃宇