实验报告芯片解剖实验

1电子科技大学成都学院（微电子技术系）实验报告书课程名称：芯片解剖实验学号：姓名：教师：年6月28日2实验一去塑胶芯片的封装实验时间：同组人员：一、实验目的1.了解集成电路封装知识，集成电路封装类型。2.了解集成电路工艺流程。3.掌握化学去封装的方法。二、实验仪器设备1：烧杯，镊子，电炉。2：发烟硝酸，弄硫酸，芯片。3：超纯水等其他设备。三、实验原理和内容实验原理：1..传统封装：塑料封装、陶瓷封装（1）塑料封装（环氧树脂聚合物）双列直插DIP、单列直插SIP、双列表面安装式封装SOP、四边形扁平封装QFP具有J型管脚的塑料电极芯片载体PLCC、小外形J引线塑料封装SOJ（2）陶瓷封装具有气密性好，高可靠性或者大功率A.耐熔陶瓷（三氧化二铝和适当玻璃浆料）：针栅阵列PGA、陶瓷扁平封装FPGB.薄层陶瓷：无引线陶瓷封装LCCC2..集成电路工艺（1）标准双极性工艺（2）CMOS工艺（3）BiCMOS工艺3.去封装1．陶瓷封装一般用刀片划开。2.塑料封装化学方法腐蚀，沸煮。（1）发烟硝酸煮（小火）20~30分钟（2）浓硫酸沸煮30~50分钟实验内容：去塑胶芯片的封装四、实验步骤1.打开抽风柜电源，打开抽风柜。2.将要去封装的芯片（去掉引脚）放入有柄石英烧杯中。3.带上塑胶手套，在药品台上去浓硝酸。向石英烧杯中注入适量浓硝酸。（操作3时一定注意安全）4.将石英烧杯放到电炉上加热，记录加热时间。（注意：火不要太大）5.观察烧杯中的变化，并做好记录。6.取出去封装的芯片并清洗芯片，在显微镜下观察腐蚀效果。7.等完成腐蚀后，对废液进行处理。五、实验数据1：开始放入芯片，煮大约2分钟，发烟硝酸即与塑胶封转起反应，此时溶液颜色开始变黑。2：继续煮芯片，发现塑胶封装开始大量溶解，溶液颜色变浑浊。3：大约二十五分钟，芯片塑胶部分已经基本去除。4：取下烧杯，看到闪亮的芯片伴有反光，此时芯片塑胶已经基本去除。六、结果及分析1：加热芯片前要事先用钳子把芯片的金属引脚去除，因为此时如果不去除，它会与酸反应，消耗酸液。2：在芯片去塑胶封装的时候，加热一定要小火加热，因为发烟盐酸是易挥发物质，如果采用大火加热，其中的酸累物质变会分解挥发，引起容易浓度变低，进而可能照成芯片去封装不完全，或者去封装速度较慢的情况。3：通过实验，了解了去塑胶封装的基本方法，和去封装的一般步骤。4实验二金属层芯片拍照实验时间：同组人员：一、实验目的1．学习芯片拍照的方法。2．掌握拍照主要操作。3.能够正确使用显微镜和电动平台二、实验仪器设备1：去封装后的芯片2：芯片图像采集电子显微镜和电动平台3：实验用PC，和图像采集软件。三、实验原理和内容1：实验原理根据芯片工艺尺寸，选择适当的放大倍数，用带CCD摄像头的显微镜对芯片进行拍照。以行列式对芯片进行图像采集。注意调平芯片，注意拍照时的清晰度。2：实验内容采集去封装后金属层照片。四、实验步骤1.打开拍照电脑、显微镜、电动平台。2.将载物台粗调焦旋钮逆时针旋转到底（即载物台最低），小心取下载物台四英寸硅片平方在桌上，用塑料镊子小心翼翼的将裸片放到硅片靠中心的位置上，将硅片放到载物台。3.小心移动硅片尽量将芯片平整。4.打开拍照软件，建立新拍照任务，选择适当倍数，并调整到显示图像。（此处选择20倍物镜，即拍200倍照片）5.将显微镜物镜旋转到最低倍5X，慢慢载物台粗调整旋钮使载物台慢慢上升，直到有模糊图像，这时需要小心调整载物台位置，直至看到图像最清晰。6.观察图像，将芯片调平（方法认真听取指导老师讲解）。10.观测整体效果，观察是否有严重错位现象。如果有严重错位，要进行重拍。11.保存图像，关闭拍照工程。12.将显微镜物镜顺时针跳到最低倍(即：5X）。13.逆时针旋转粗调焦旋钮，使载物台下降到最低。14.用手柄调节载物台，到居中位置。15.关闭显微镜、电动平台和PC机。五、实验数据采集后的芯片金属层图片如下：5六、结果及分析1：实验掌握了芯片金属层拍照的方法，电动平台和电子显微镜的使用，熟悉了图像采集软件的使用方法。2：在拍摄金属层图像时，每拍完一行照片要进行检查，因为芯片有余曝光和聚焦的差异，可能会使某些照片不清晰，对后面的金属层拼接照成困难。所以拍完一行后要对其进行检查，对不符合标准的照片进行重新拍照。3：拍照是要保证芯片全部在采集视野里，根据四点确定一个四边形平面，要确定芯片的四个角在采集视野里，就可以保证整个芯片都在采集视野里。4：拍照时的倍数选择要与工程分辨率保持一致，过大或过小会引起芯片在整个视野里的分辨率，不能达到合适的效果，所以采用相同的倍数，保证芯片的在视野图像大小合适。6实验三金属层图像拼接实验时间：同组人员：一、实验目的1．掌握图像拼接的原理，学习同层图像拼接。2.理解手工拼接与自动拼接的关系二、实验仪器设备1：采集到得金属层图片。2：实验室电脑和图像拼接软件FilmIntegrator。三、实验原理和内容1：实验原理根据采集芯片的图像相同位置对图像进行拼接，人工打定位钉子，至少要打一行一列。对于比较小的工程，可以完全人工拼接，这样会减少错位。对于大的工程，首先是人工打足够多的定位点，然后使用自动拼接，之后进行人工修改。拼接时X-Y偏差均要≦∣4∣才不会影响工程质量。因为拍照时芯片未必放平，当拼接完成后进行旋平操作。:2：实验内容1.对金属铝的图像进行拼接。2.拼接后将芯片图像旋平。3.对旋平后的图像惊醒400*400切割。四、实验步骤1.打开FilmIntegrator软件（在D盘）D:\FilmIntegrator\Bin目录下。2.在F盘下建立自己学号命名的文件夹，将LM386M_200文件夹复制到自己学号文件夹。3.点击FilmIntegrator文件菜单（或Ctrl+O）单开复制后RAW下M7805M.conf文件。4.点击图像菜单选择图像浏览窗口（或点击快捷键）。5.点击图像菜单选择拼接指定图像层（或点击快捷键）。6.先打能确定的钉子，打完后，按E打无法确定的钉子。7.点击F3或进行检查。8.保存数据。9.图像旋屏。10.对图像进行切割。五、实验数据1：打完钉子后的整体图像72：旋平切割狗的金属层照片：8六、结果及分析1：通过实验了解了芯片图像拼接的方法，和拼接软件的使用。2：在完成图像确定位置的钉子后，要进行检查，确保误差范围在（+3--3）之间，以保证较好的拼接效果。但是并不是误差为0时就表示绝对没有误差，因为误差的计算是软件根据记忆功能计算出来的，并不是图像的真实误差。3：在拼接完成后，要对图像进行切割去除多余面积，然后对芯片极性旋平，为后面的不同图像层之间进行对准打基础。9实验四去氮化硅保护层实验时间：同组人员：一、实验目的1：掌握去氮化硅保护层的方法，2：学习化学方法去氮化硅保护层二、实验仪器设备1：烧杯，镊子，电炉。2：85%的磷酸溶液，芯片。3：超纯水等其他设备。三、实验原理和内容1：实验原理去氮化硅一般有两种方法。1.用85%的磷酸溶液进行刻蚀。2.用等离子刻蚀机进行干法刻蚀2：实验内容去氮化硅保护层。四、实验步骤1.打开抽风柜电源，打开抽风柜。2.将要去掉封装的裸片放入有柄石英烧杯中。3.带上塑胶手套，在药品台上去磷酸。用量筒量取43ml磷酸倒入石英烧杯中，量取7ml注入石英烧杯中。（操作时一定注意安全）4.将石英烧杯放到电炉上加热，记录加热时间。（注意：火不要太大）5.观察烧杯中的变化，定时取出再显微镜下观察，看腐蚀效果，并做好记录。注意时间不易过长。首先取45mL的磷酸→取UP水10mL放入石英烧杯中→看时间开始加热（2:14）→摇晃烧杯，见有气泡冒出，将火调小并用玻璃棒搅拌芯片（2:24）→停止加热（2:33）取出芯片用UP水清洗，并在显微镜下观察腐蚀情况→2:55继续加热→（3:10）停止加热取出芯片观察。6.取出去封装的芯片并清洗芯片，在显微镜下观察腐蚀效果。7.等完成腐蚀后，对废液进行处理。五、实验数据1.打开抽风柜电源，打开抽风柜。2.将要去掉封装的裸片放入有柄石英烧杯中。3.带上塑胶手套，在药品台上去磷酸。用量筒量取43ml磷酸倒入石英烧杯中，量取7ml注入石英烧杯中。（操作时一定注意安全）104.将石英烧杯放到电炉上加热，记录加热时间。（注意：火不要太大）5.观察烧杯中的变化，定时取出再显微镜下观察，看腐蚀效果，并做好记录。注意时间不易过长。6.取出去封装的芯片并清洗芯片，在显微镜下观察腐蚀效果。7.等完成腐蚀后，对废液进行处理。六、结果及分析1：通过实验了解了氮化硅保护层的方法和步骤。2:加热时间不能太久，容易产生黑色物质，附着在多晶层上，对接下来的时间照成影响！11实验五去金属Al层实验时间：同组人员：一、实验目的1：掌握去氮化硅保护层的方法2：学习化学方法去氮化硅保护层二、实验仪器设备1：加热电炉，烧杯，等试验工具。2：去过氮化硅的芯片三、实验原理和内容去AL的方法：1.浓磷酸溶液加热进行刻蚀。2.磷酸：硝酸：冰醋酸：水=85%：5%：：5%：10%温度控制在35~45摄氏度。3.等离子刻蚀（氯气刻蚀→ALCL气体）试验内容：去金属铝层。四、实验步骤1.打开抽风柜电源，打开抽风柜。2.将要去掉保护层的裸片放入有柄石英烧杯中。3.带上塑胶手套，按一下比例配比混合溶液100ML磷酸：硝酸：冰醋酸：水=85%：5%：：5%：10%（操作时一定注意安全）4.将石英烧杯放到电炉上微量加热，记录加热时间。（注意：禁止大火加热）5.观察烧杯中的变化，定时取出再显微镜下观察，看腐蚀效果，并做好记录。注意时间不易过长。6.取出去封装的芯片并清洗芯片，在显微镜下观察腐蚀效果。7.等完成腐蚀后，对废液进行处理五、实验数据1：取磷酸50mL，硝酸10mL，冰醋酸10mL一起放入烧杯中:。2：开始加热，记录时间9：28，直到出现微弱气泡停止加热，3：取出芯片用UP水清洗芯片，然后放到显微镜下观察AL的腐蚀情况。4：如果AL层去除不完全可以继续回煮，知道达到较好的效果。六、结果及分析通过实验掌握了芯片去除AL层的步骤和方法.12实验六去二氧化硅实验时间：同组人员：一、实验目的1：掌握去二氧化硅方法，2：学习化学方法去二氧化硅。二、实验仪器设备1：稀释HF酸溶。2：烧杯，玻璃棒，电炉等实验设备。三、实验原理和内容去二氧化硅一般有两种方法。1.用稀释HF酸溶液进行刻蚀。纯净的HF腐蚀硅和二氧化硅的速率大体上分别是900埃/分和120埃/分，为了减缓反应速度一般将HF稀释。Si02+6HF4=H2+SiF6+H202.用等离子刻蚀机进行干法刻蚀。（用CF4、或SF6等气体）Si02+CF4=SiF4+C0Si02+SF6=SiF4+S02实验内容：去除芯片的二氧化硅层。四、实验步骤1.打开抽风柜电源，打开抽风柜。2.将要去掉AL的裸片放入塑料烧杯中。3.带上塑胶手套，按一下比例配比混合溶液100MLHF：H2O=1：1（操作时一定注意安全）4.观察烧杯中的变化，看腐蚀效果，并做好记录。6.取出去封装的芯片并清洗芯片，在显微镜下观察腐蚀效果。7.等完成腐蚀后，对废液进行处理五、实验数据1：取少量50%的HF，加入5mL的UP水，放入塑料烧杯中，2：将芯片也放入塑料烧杯中，记录时间8：50，3：待时间到8:55左右取出芯片用UP水清洗，并放在显微镜下观察效果。六、结果及分析通过实验掌握了用HF酸去除二氧化硅的过程和方法。但是HF不容易控制反应速率，所以可以换用等离子刻蚀。13实验七对多晶硅层拍照和图像拼接实验时间：同组人员：一、实验目的1：对多晶硅层进行拍照，并进行图像拼接。二、实验仪器设备1：去二氧化硅后的芯片2：芯片图像采集电子显微镜和电动平台3：实验用PC，和图像采集软件三、实验原理和内容根据芯片工艺尺寸，选择适当的放大倍数，用带CCD摄像头的显微镜对芯片进行拍照。以行列式对芯片进行图像采集。注意调平芯片，注意拍照时的清晰度。根据采集芯片的图像相同位置对图像进行拼接，人工打定位钉子，至少要打一行一列。对于比较小的工程，可以完全人工拼接，这样会减少错位。对于大的工程，首先是人