芯片解密——逆向分析（上）
發(fā)表時間：2020-12-26 09:29:39 人氣：4016
在IGBT的研究過程當中，逆向分析是一種非常重要的技術手段，擁有尖端的逆向分析實力會為企業(yè)帶來巨大的進步和市場競爭力。
芯片的逆向分析，可以簡單理解成一種芯片解密的過程。
通過逆向分析，我們可以分析市場中先進的芯片，對其整體形貌、內(nèi)部結構進行研究，在深入解析中學習其基本技巧或新型原理，并融匯自己的知識和制造技術，進行再創(chuàng)新的設計和制造，最終研究出更好的產(chǎn)品。
在芯片設計產(chǎn)業(yè)發(fā)達的國家，特別是北美和西歐，逆向芯片解密工程并非作為一種完整的設計方法而存在，而是一種競爭手段和保護知識產(chǎn)權的手段。這足以說明芯片逆向分析在半導體器件行業(yè)是不可或缺的技術。
完整的逆向分析過程繁復，需要諸多設備和技術來完成芯片整體結構的形貌和數(shù)據(jù)提取。
其中，對芯片完成鑲嵌制樣，對制樣完成磨拋（研磨、拋光），對磨拋樣品完成染結，是觀測截面的三個重要步驟。
下面，我將帶大家從這三個實驗過程開始這次芯片解密之旅。
1、對芯片完成鑲嵌制樣
對于又小又薄的半導體芯片，直接磨拋(研磨、拋光)是有困難的，所以應進行鑲嵌。經(jīng)過鑲嵌的樣品，不但磨拋、存取方便，而且可以提高工作效率及試驗結果準確性。
我們以樹脂鑲嵌法為例：樹脂鑲嵌法是利用環(huán)氧樹脂來鑲嵌細小的芯片試樣,它可以將任何形狀的試樣，鑲嵌成一定尺寸的樣品。實際實驗中，為了便于之后將樣品放置在研磨設備中，我們使用內(nèi)徑固定大小的模具來進行樣品鑲嵌。
樹脂鑲嵌法又可分為熱壓和澆注鑲嵌法兩類。
由于熱壓鑲嵌法需要加熱和加壓，使用的金屬元素分析儀對淬火鋼及軟金屬有一定影響，故采用冷澆注法。
澆注鑲嵌法適用于不允許加熱的試樣、較軟或熔點低的金屬，形狀復雜的試樣、多孔性時試樣等。具體過程如下：
固定芯片：根據(jù)需要，使用適合的小樣品夾。本實驗中使用不銹鋼圓形樣品夾，將芯片放入樣品夾，使芯片固定，并與樣品夾底部保持水平。
環(huán)氧樹脂混合液配制：用針管抽取分別抽取環(huán)氧樹脂A、B配置液，按照一定體積比將環(huán)氧樹脂配制液注入一次性紙杯中混合并用木棒攪一個方向攪拌均勻。
灌膠1：取出內(nèi)徑一致的制樣模具，在模具內(nèi)表面噴上一層脫模劑，將固定的芯片置于模具中間，將混合好的環(huán)氧樹脂配制液倒入模具中，倒入環(huán)氧樹脂混合液的量需要適量，既方便后續(xù)試驗，也便于氣泡溢出。
灌膠2：將灌好環(huán)氧樹脂的模具小心放置在真空鑲嵌機的真空腔體中，蓋緊透明蓋子。根據(jù)真空鑲嵌機的功能和環(huán)氧樹脂配制液的量，設置所需要的真空度和保壓時間。完成抽出大部分環(huán)氧樹脂混合液產(chǎn)生的氣泡，提高樣品的透明度。
固膠：抽真空操作完成后，將樣品模具小心地取出，放置在一定溫度中靜置，一段時間后，待混合液完全固化，從樣品模具中取出樣品即可。
2、鑲嵌制樣小技巧
了解以上鑲嵌制樣的步驟后，輪到實際動手可能又有一堆小伙伴哭唧唧：“救救孩子吧，我的眼睛告訴我學會了，我的手說他不會?！彼晕覀冞@里準備了一份鑲嵌制樣小技巧，過來看看？
tiPS：技巧1：若使用SEM觀測芯片截面，建議使用不銹鋼樣品夾固定芯片，并使用帶有金屬顆粒的鑲嵌材料便于電荷的導出，減少芯片截面電荷聚集的現(xiàn)象，以得到清晰的圖像。
技巧2：制樣模具的選擇方面，普通的橡膠和塑料模具價格便宜，但是使用次數(shù)不多。原因在于制樣過程中的拉扯和擠壓會使模具變形，制樣樣品的尺寸也會無法和研磨拋光機匹配，從而帶來一系列問題，影響研磨效果。而鐵氟龍材質(zhì)的模具雖然成本較高，但不易變形，樣品方便取出。
技巧3：向模具倒入環(huán)氧樹脂混合液時，動作需要輕柔，以避免芯片沖偏，功虧一簣。
技巧4：樣品中產(chǎn)生的氣泡十分影響外觀透明度，也使人無法準確地研磨芯片至合適位置。因此，需要多次實驗驗證，確認合適的真空度、保壓時間、固膠溫度和固膠時間以減少氣泡的產(chǎn)生。
至此，我們芯片解密之旅已經(jīng)完成了開頭的重要步驟。如果大家感興趣的話，后續(xù)我還會持續(xù)更新這個系列的文章，請大家多多評論，告訴我你們想看什么哦~
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