电子设备故障分析通常从电气测试开始，然后通过光学显微镜进行目视检查，然后在扫描电子显微镜下进行检查。当成像显示需要确定材料的组成、缺陷和可疑污染物时，扫描电镜产生的电子束可以用来获得必要的信息。正如文章所解释的，这是被称为能量色散x射线光谱(EDS或EDX)的方法背后的基本概念，也是其广泛使用的关键。此外，本文还介绍了三个例子，展示了SEM/EDS测量如何帮助故障分析人员识别模具样品上的人为污染物，确定晶圆片上薄膜堆中嵌入的颗粒的来源，并得出结论，焊料模附预成型的铅飞溅导致线键升高。

本文提供了一个实用的概述，能量色散光谱(EDS)及其在半导体器件制造和失效分析中的各种用途。它解释了EDS技术的典型实现方式，比较和对比了不同的方法，并讨论了决定空间和能量分辨率、测量深度、灵敏度、信噪比和易用性的因素。

微电子失效分析是基于几种方法来研究和理解失效的起源。除了“经典”基本方法(SIMS、ESCA等)之外，还有一些不太常见的技术可能很有价值，但需要大量的设备投资、专门的操作人员和管理基础设施，以便在需要时为分析师提供这些技术。离子束分析方法(RBS, PIXE, NRA)，发现于波尔多核研究中心(法国)，是这些专业工具集的例子。通过几个例子证明了该站点对设备检查的能力和改进的灵敏度。

这篇文章提出了两个历史案例，阐明了金在无铅焊点失效中的作用和所涉及的损伤机制。失效之一是焊点的脆性断裂，这是由于空洞、金属间化合物和CTE错配的协同作用造成的。对另一个故障的调查发现了锡晶须形成的证据。作者解释说，锡晶须的生长是由于锡焊料中末端金属(Ni和Cu)的扩散和Sn-Ni-Au金属间化合物的形成所引起的压应力。在这两种情况下，可以通过限制所有部件上的金的厚度来防止故障。

改进的x射线探测器技术仍然是半导体行业的关键需求，特别是使用低束电压场发射扫描电子显微镜(fe - sem)进行高空间分辨率x射线微分析。针对这一需求，研制了微热能谱仪样机。本文讨论了新工具的功能，并演示了它在薄膜和颗粒分析中的应用。它还讨论了正在进行的发展努力和潜在的未来进展。

便携式计算机中白光LED背光模块的故障说明了组件和系统供应商必须克服的挑战，以便确定故障的根本原因机制并采取纠正措施来解决问题。

本文讨论了大面积集成电路去处理的现状，自动化去处理设备发展的最新成果，以及气体辅助蚀刻、离子源替代、紧凑光谱和高速激光等技术进步的潜在影响。

基于微热量计的能量色散光谱是半导体材料分析的一个突破。由于能量分辨率小于10 eV，它可以明确地识别低能量范围(< 3kv)的元素，到目前为止，这需要波长色散技术。

扫描电子显微镜(sem)是电子器件测试、失效分析和表征的主要工具。然而，当1963年第一台商用扫描电子显微镜剑桥立体扫描仪出现时，这种状况并不明显。当时制造商进行的一项市场调查预测，全球总销量为6至10台。在过去的四十年里，中小企业以平均每24小时一个单位的速度销售，每三个仪器中就有两个用于半导体行业。

在独一无二的故障中定位缺陷可能需要几天、几周甚至几个月的时间，之后需要进行详细的物理分析以确定根本原因。TEM和STEM在这一过程中发挥互补作用;TEM因为其优越的空间分辨率和STEM，因为它产生的图像更容易解释，并且不容易受到色差的影响，这可能发生在较厚的样品中。过去，由于在成像模式之间切换所需的时间，STEM在FA中的使用受到限制，但随着带有计算机控制透镜的TEM/STEM显微镜的出现，STEM的使用正在增加。本文概述了STEM技术，并举例说明了如何使用STEM技术来描述集成电路中细微和复杂的缺陷。

在过去的几年中，已经进行了几个失效分析案例研究，说明了通过无伪影解封术保存根本原因证据的重要性。本文介绍了其中三项研究的结果。在一个案例中，失败的根本原因是氯污染。在另一种情况下，它是腐蚀和金属迁移的结合。第三个案例涉及EOS故障，其证据被隐藏在一层碳化的模具化合物下。除了案例研究之外，文章还包括比较不同解封装方法结果的图像。

本文解释了高压电容器的故障如何导致发现一个不寻常的缺陷。测试表明，电容器由于银迁移而短路，调查人员认为这是由于电介质中从制造时就存在的空隙造成的。通过时间、电势、被困的湿度和升高的工作温度的某种组合，板材料迁移到空隙中，形成导致故障的短路径。利用声学图像作为指导，对失效电容器进行了横切，使研究人员能够更仔细地检查空隙，从而证实他们的理论。

本文介绍了扫描离子显微镜，解释了它如何克服扫描离子显微镜的最大限制之一，即空间分辨率和景深之间的权衡，同时还提供了更多的表面细节，广泛的新颖和熟悉的对比机制，以及结合纳米空间分辨率和单层灵敏度的新微分析技术的潜力。除了描述扫描离子显微镜的功能外，文章还解决了样品充电的问题以及离子束照射可能导致的物理损伤的潜在问题。

第36届测试与失效分析国际研讨会(ISTFA 2010)于2010年11月14日至18日在德克萨斯州达拉斯举行。本文简要总结了主题演讲、技术计划、小组讨论、教程和用户组会议。

STEM-EBIC成像是一种纳米表征技术，已被用于研究Si - pn结的电活性缺陷、少数载流子扩散长度、表面复合速度和不均匀性。在本文中，作者解释了他们如何开发和构建STEM-EBIC系统，然后他们使用该系统来确定InGaN量子阱LED的结位置。他们还开发了一种新的基于纤维纤维的样品制备方法和定制样品支架，促进同时收集z对比，EBIC和能量色散光谱图像。pn结相对于量子阱的相对位置为距量子阱中心19±3 nm。

压力排空是一种潜在的IC失效机制，很难识别和阻止。对于那些生产和测试使用铝合金互连的ic或评估具有长使用寿命的传统设备的可靠性的人来说，这是特别值得关注的。本文解释了应力空洞是如何形成和发展的，以及如何通过收集物理证据和排除其他失效机制来确定根本原因。区分应力空化与其他类型失效的关键是认识到应力空化是应力、成核和扩散这三种不同的物理现象的结果，所有这些都必须在试图进行工艺修正之前得到确认。

由SEMATECH质量委员会赞助的产品分析论坛(PAF)已被特许用于促进半导体表征和失效分析的工具和技术的持续发展。根据行业专家、大学和国家实验室的意见，PAF确定了三个领域的关键需求:软件故障隔离、后台故障隔离和去处理。检查。本文讨论了去处理和检查技术的现状，并提供了如何解决一些未来挑战的见解。

本文介绍了一种测定混合焊料和无铅焊料焊点完整性的方法。它讨论了样品制备和测试的过程，并解释了如何解释结果，特别是金属间形成、开裂和空洞的影响。

实验评估微机电系统(MEMS)测试其功能和材料性能。这些实验提供了MEMS失效模式和潜在途径的知识和见解，以提高MEMS器件的使用寿命。本文演示了使用光学显微镜和扫描电镜分析来确定MEMS器件故障的各种原因。

封装集成的复杂性不断增加，将更多的样本引入FA实验室以进行开发支持和分析。对于许多作业，还需要更大的移除量，增加了对工具时间和吞吐量的需求。聚焦离子束(FIB)和双束FIB/SEM系统有助于缓解压力，因为它们能够创建特定站点的横截面，并有助于门级电路的重新布线和调试。本文回顾了包装趋势对失效分析的影响以及FIB技术的最新改进。它还提出了例子，说明如何这些新的FIB技术被应用于解决新兴的包装挑战。