パワーデバイス・イネーブリング協会(PDEA)が主催する「半導体テスト技術者検定2級」の「応用と品質」分野の問題を紹介する。(本コラムの詳細はこちら、PDEAについてはこちら、半導体テスト技術者検定の教科書についてはこちら、検定の問題集についてはこちら)。

 今回は半導体デバイスの品質確保の基本である故障原因の解析手法に関する問題である。通常は、故障は何らかの物理的な欠陥に起因するので、最終的にピンポイントで箇所を特定する必要がある。いきなり故障箇所が分かることは稀なので、まずは故障したデバイスを様々な観点から調べる、すなわち「みる:見る、観る」から始まり「みる:診る、看る」へと進む。種々様々な故障解析装置は、それが何を‘みる’ことができるか把握すると理解が容易になる。【2級 応用と品質】では代表的な解析技術や装置についての問題も取り上げている。

 今回の問題の難易度は★★★★(本コラムでは紹介する問題の難易度を★の数(難易度に応じて1~5個)で表しており、★の数が多いほど難しい)。知っていれば容易だが、なじみが少ない方も多いと思われることから、この難易度を付けた。


【2級 応用と品質】【問題7】難易度:★★★★

半導体の解析に関して、以下の文章の空欄( )に入る正しい言葉の組み合わせを(1)~(4)の中から選びなさい。

 解析装置を用いた物理的故障解析は、最終的な故障モードを特定し、設計や製造、あるいはテストにフィードバックをかける手段として重要である。物理的な観測は、電気的プローブ、光、電子、イオン、X線、超音波などの多彩な手段があり、半導体デバイスや故障の種類によって使い分ける必要がある。故障デバイスが(ア)や異常発光などを伴う場合、(ア)は赤外線の観測などで、異常発光は(イ)などで観察し故障箇所を特定できる。またデバイスに異常な電流経路がある場合(ウ)で加熱して、抵抗変動を可視化するなどの方法も用いられる。また(エ)でデバイス上の電気信号を直接観測する場合もある。

  • (1) ア:異常電位 イ:電子顕微鏡 ウ:恒温槽 エ:STEM(走査型透過電子顕微鏡)
  • (2) ア:異常発熱 イ:エミッション顕微鏡 ウ:レーザビーム エ:電子ビームテスタ
  • (3) ア:異常発熱 イ:エミッション顕微鏡 ウ:電子ビーム エ:走査型超音波顕微鏡
  • (4) ア:異常電流 イ:レーザ走査顕微鏡  ウ:恒温槽 エ:TEM(透過型電子顕微鏡)

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