Localisation de défauts par stimulation thermique laser modulée en intensité : développement et application à la direction de phase

Defect localization using the modulated in intensity thermal laser stimulation : Development and application to phase detection purpose

• Auteur / Autrice : Antoine Reverdy
• Direction : Hugues Murray
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique, microélectronique et nanoélectronique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fourier, Analyse de

Transfert de chaleur

Analyse thermique

Lasers dans l'industrie des semiconducteurs

Microscopie confocale

Défauts électriques -- Localisation

Fiabilité

Microélectronique

Résumé

Au cours de ce manuscrit de thèse nous abordons les différentes techniques mises en œuvre dans la localisation de défauts dans la partie interconnexion des circuits microélectroniques avec une attention toute particulière sur la Stimulation Thermique Laser (STL) et ses limitations. Une étude plus théorique sur la modélisation des réponses thermiques de structures élémentaires soumises à un échelon de puissance thermique est ensuite développée. Elle débouche sur un modèle analytique qui va permettre l’identification de paramètres caractéristiques des variations temporelles de la réponse en STL indicielle. Nous démontrons par la suite l’intérêt de cette nouvelle approche sur l’analyse de défaillance des Circuits Intégrés, sur une structure de test non défaillante, caractéristique de la partie d’interconnexion des circuits intégrés. Le troisième chapitre est dédié à l’évolution de la démarche expérimentale, dans le but d’accéder à l’information sur la dynamique de variation du signal de STL modulée, dans un mode image, compatible avec une utilisation au quotidien dans un laboratoire d’analyse de défaillance. Finalement, le dernier chapitre est consacré à l’application de cette nouvelle méthode d’analyse du signal de STL sur des structures de dernière génération, défaillantes, où l’analyse de la dynamique du signal de STL apporte des informations complémentaires indispensables pour la bonne interprétation des signatures.

All along this PhD manuscript we study various techniques dedicated to the defect localization in the interconnection part of microelectronics devices, with a special focus on the Thermal Laser Stimulation approach and its intrinsic limitations. A theoretical model was developed to describe the thermal behavior of an elementary structure excited by a step of thermal power. We establish an analytical model that allows the identification of parameters describing the transient evolution of the Thermal Laser Stimulation signal. Then, we demonstrate the interest of this novel approach in the failure analysis of an advanced microelectronic device and particularly in the interconnection part. The third chapter describes the experimental setup evolution, providing an access to this temporal information in image mode, i. E. Compatible with a laser scan configuration which is the standard mode of utilization in a failure analysis laboratory. Finally, the last part focuses on the application of this new approach for defective advanced technology devices analysis, where the dynamics analysis of the TLS signal gives complementary information, leading to a more accurate signature interpretation.