Contact related Failure Detection of Semiconductor Layer Stacks using an Acoustic Emission Test Method

dc.contributorWeigel, Robert
dc.contributorPfitzner, Lothar
dc.contributorHolmer, Rainer
dc.contributor.advisorWeigel, Robert
dc.contributor.authorUnterreitmeier, Marianne
dc.date.accessioned2020-08-27
dc.date.available2020-08-26
dc.date.created2020
dc.date.issued2020-08-27
dc.description.abstractThe book provides the reader with a novel, non-destructive test method for mechanical damages in semiconductor structures that can arise when contacting connection pads of integrated circuits during probing on wafer level. Instead of time-consuming and costly failure analyzes using optical and electrical methods, an acoustic emission test method is presented, which was adapted and optimized to the application case wafer test. The system was simulated using suitable models and verified in extensive experiments on suitable test structures. Based on detailed explanations, mathematical derivations of the micromechanical stress and frequency response states, precisely illustrated figures and numerous high-quality optical pictures, a well-founded elaboration of the problem and solution of a newly developed sensor-indenter system for thin layer crack detection is presented. All chapters have an introduction overview and a summary of the main results and conclusions. The work thus makes a significant contribution to reducing development costs and increasing the reliability of complex semiconductor structures of current and future technologies.en
dc.description.abstractDie vorliegende Arbeit vermittelt dem Leser eine neuartige, zerstörungsfreie Prüfmethode von mechanischen Beschädigungen in Halbleiterstrukturen, die beim Kontaktieren von Anschlusspads von integrierten Schaltungen beim Test auf Scheibenebene entstehen können. Statt wie bisher durch zeit- und kostenintensiver Analysen mit Hilfe von optischen und elektrischen Verfahren, wird eine dem Anwendungsfall Wafertest angepasste und optimierte Schallemissionsprüfung vorgestellt, die anhand geeigneter Modelle simuliert und im Rahmen umfangreicher Experimente an geeigneten Teststrukturen verifiziert wurde. Anhand von ausführlichen Erklärungen, mathematischen Herleitungen der mikromechanischen Spannungs- und Schwingungszustände, exakt illustrierten Darstellungen und zahlreichen qualitativ hochwertigen optischen Aufnahmen wird ein fundierter Überblick zur Problematik und Lösung eines neu entwickelten Sensor-Indenter-Systems für die Rissdetektion von Halbleiterschichten gegeben. Zu allen Kapiteln gibt es eine Übersicht und eine Zusammenfassung der wesentlichen Ergebnisse und Resultate. Die Arbeit stellt damit einen wesentlichen Beitrag zur Kostensenkung sowie zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von komplexen Halbleiterstrukturen heutiger und zukünftiger Technologien dar.de
dc.format.extentxxiv, 234 Seiten
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.25593/978-3-96147-306-9
dc.identifier.isbn978-3-96147-306-9
dc.identifier.opus-id14478
dc.identifier.urihttps://open.fau.de/handle/openfau/14478
dc.identifier.urnurn:nbn:de:bvb:29-opus4-144784
dc.language.isoen
dc.publisherFAU University Press
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de
dc.subjectacoustic
dc.subjectemission
dc.subjecttest
dc.subjectprobing
dc.subjectsensor
dc.subjectneedle
dc.subjectprobe
dc.subjectresonator
dc.subjectsemiconductor
dc.subjectsilicon oxide
dc.subjectwafer
dc.subjectchip
dc.subjecttechnology
dc.subjectnano-indentation
dc.subjectfracture
dc.subjectmechanics
dc.subjectfailure
dc.subjectdetection
dc.subjectcrack
dc.subjectthin layer
dc.subjectsilicon
dc.subjectoxide
dc.subjectprobability
dc.subjectWeibull
dc.subjectplastic deformation
dc.subjectductile
dc.subjectbrittle
dc.subjectreal-time
dc.subjectnon-destructive
dc.subjectqualification
dc.subjectdesign
dc.subjectlayout
dc.subjectmechanical
dc.subjectrobustness
dc.subjectreliability
dc.subjectacoustic emission
dc.subjectacoustic wave
dc.subjectwafer test
dc.subjectwafer probing
dc.subjectpad-over-active-area
dc.subjectsensor-indenter system
dc.subjectresonant system
dc.subjectfrequency tuning
dc.subjectflat punch
dc.subjectthin layer crack detection
dc.subjectpad metal
dc.subjectchip layout
dc.subjectpad stack
dc.subjectcrack detection
dc.subjectcrack probability
dc.subjectWeibull distribution
dc.subjectWeibull module
dc.subjectprocess qualification
dc.subjectdesign guidelines
dc.subjectmechanical robustness
dc.subjectcontact mechanics
dc.subjectfracture mechanics
dc.subjectpiezo sensor
dc.subjectmultilayer stack
dc.subjectfractural stress
dc.subjectdiamond tip
dc.subjectindenter
dc.subjectprobe card
dc.subjectfailure analysis
dc.subject.ddcDDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften :: 62 Ingenieurwissenschaften :: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
dc.titleContact related Failure Detection of Semiconductor Layer Stacks using an Acoustic Emission Test Methoden
dc.titleDetektion von kontaktinduzierten Beschädigungen an Halbleiterschichten unter Anwendung der Schallemissionsprüfungde
dc.typedoctoralthesis
dcterms.publisherFAU University Press
local.date.accepted2019-11-05
local.notesOpusParallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-305-2
local.publisherplaceErlangen
local.sendToDnbfree*
local.series.id19
local.series.nameFAU Forschungen, Reihe B, Medizin, Naturwissenschaft, Technik
local.series.number33
local.subject.fakultaetTechnische Fakultät
local.subject.sammlungUniversität Erlangen-Nürnberg / FAU University Press
local.thesis.grantorFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) Technische Fakultät
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