Вы находитесь здесь: Главная > Микросхемы > Топологический и структурный анализ микросхемы памяти песочница хабрахабр

Топологический и структурный анализ микросхемы памяти песочница хабрахабр

Топологический и структурный анализ микросхемы памяти песочница хабрахабрНесколько лет вспять я занимался по учебе с микросхемами памяти и по какой-то из них писал диплом. Думаю кому-то будет любопытно поглядеть и почитать о том как проводился анализ кристалла.

Топологический и структурный анализ микросхемы памяти песочница хабрахабрНасчет самой микросхемы. Это память в виде статического ОЗУ, выполненная по КМОП технологии.

Топологическое тестирование

Для проведения топологического тестирования потребовалось вскрыть корпус микросхемы. Потому что он железный, то оказалось довольно аккуратненько срезать верхнюю крышку.

При помощи оптического микроскопа изготовлен снимок топологии блоков памяти. Каждый блок памяти содержит внутри себя дешифратор строк, столбцов и столбцы для записи/считывания. Данная ИМС содержит внутри себя 32 блока памяти.

С регистра адреса информация поступает на дешифратор строк и столбцов. Они в свою очередь подключены к каждому элементу памяти в блоке. При помощи таковой схемы можно выбирать подходящий элемент памяти (ЭП).

Чтоб установить элемент памяти в хоть какой из 2-ух режимов: режим записи, в каком в него записывается новенькая поступающая со входа микросхемы информация и режим считывания, в каком из ЭП считывается информация, задействуются столбцы записи/считывания.

Дешифратор строк (64 х 4 =256 строк в каждом блоке)

Столбцы записи/считывания (8 х 16 =128 столбов в каждом блоке)

Чтоб экспериментально найти объем памяти микросхемы довольно знать количество строк и столбцов в каждом блоке.

128 столбцов * 256 строк * 32 блока = 1 048 576 / (8 * 1024)=128 Кбайт

Структурный анализ

Структурный анализ проводился средствами фокусированного ионного пучка. Это позволило провести ионно-лучевое микропрофелирование микросхемы памяти и получить изображения поперечных срезов во вторичных электронах. На приобретенных изображениях отлично видна структура слоев. По этой структуре можно вернуть топологию локального участка ИМС, а конкретно элемента памяти.

Топологический и структурный анализ микросхемы памяти песочница хабрахабрГлавные этапы препарирования ИМС содержат в себе: выбор интересующего участка на поверхности, получение поперечного сечения способом локального жёсткого ионно-лучевого травления (при ускоряющем напряжении 30 кВ), съёмку интересующего куска с хорошим повышением, создание последовательности поперечных сечений (срезов).

Срез производится перпендикулярно к поверхности на глубину до нескольких микрон, и представляет собой вытравленное прямоугольное углубление, одна из стен которого аккуратненько срезана и отполирована. Потом эталон наклоняется на угол 30-50? для наблюдения среза растровым сканированием ионным пучком в режиме вторичных электронов. На отснятых изображениях показаны поперечные сечения эталона. Более светлыми смотрятся области металлов и материалов с высочайшей проводимостью, а темными диэлектрические области, что имеет место из-за процессов скопления положительного заряда на электрически изолированной поверхности, вызванных уходом с поверхности вторичных электронов, также её бомбардировки ионами галлия Ga+.

На первой и 2-ой кросс-секции отлично различимы два слоя металлизации, контакты к ним и вольфрамовые столбики для связи слоев.

1-ая кросс-секция.

2-ая кросс-секция. Отлично различаются 2 слоя металлизации.

3-ая кросс-секция. Видно два слоя металлизации, при этом 1-ый проходит через все сечение. На поверхности кремния уже различимы затворы КМОП структуры.

4-ая кросс-секция.

5-ая кросс-секция. Находится один сдой металлизации, и затворы на поверхности кремния.

6-ая кросс-секция.

7-ая кросс-секция.

8-ая кросс-секция.

9-ая кросс-секция.

Топологический и структурный анализ микросхемы памяти песочница хабрахабр

10-ая кросс-секция.

11-ая кросс-секция. Не считая слоя металлизации и затворов ясно видны три технологических включения. Это может быть буферный слой, к примеру для уменьшения механических напряжений.

12-ая кросс-секция.

13-ая кросс-секция.

14-ая кросс-секция.

15-ая кросс-секция.

16-ая кросс-секция.

Проведя анализ приобретенных изображений, послойно восстанавливаем структурную схему избранного участка на кристалле. Верхний слой представляет собой расположенные спецефическим образом на поверхности кремния затворы КМОП транзисторов. На последующем уровне размещается 1-ый слой металлизации и контакты к нему. Контакты обычно производятся в виде вольфрамовых столбиков. Еще поглубже размещается 2-ой слой металлизации и его контакты.

Массив ячеек памяти (справа отмечены номера кросс-секций). Красноватым обозначены затворы, голубым технологические включения, штрихами 2 слоя металлизации.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • Twitter
  • RSS

Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: