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6.3 不良解析：物理解析による原因究明

量産中に検出された不良品や、信頼性試験・出荷試験での不良に対しては、物理的手法を用いた不良解析（FA: Failure Analysis）を実施し、根本原因を特定する。これは、単なる確認ではなく、「工程に戻すか」「設計に戻すか」を見極める最後の砦である。

🔬 主な解析ステップ

ステップ 手法・内容 目的
ホトエミッション 通電中に発生するバンドギャップ光を観測 ショート・リーク箇所の座標特定
OBIRCH 通電時の局所加熱を赤外線で観測 リーク・ショートの微小欠陥検出
剥離解析 HF（フッ酸）などで1層ずつ除去し異常層を特定 不良層の特定、工程異常の絞り込み
SEM観察 表面観察（Scanning Electron Microscope） 構造の粗欠陥、断線、剥離などの確認
FIB加工 集束イオンビームで断面を加工 局所的な構造観察、断面解析
EDX / STEM 元素分析（EDX）、透過電子顕微鏡（STEM） 異物混入、材料欠陥の詳細観察と同定

🧪 不良解析の実例：スタンバイ電流異常

● 現象：

ウエハテストにて、複数チップでスタンバイ電流（Ioff）異常が検出された。

● 解析フロー：

  1. OBIRCH解析
    　→ リーク電流による局所加熱を赤外線で観察。不良発生座標を特定。

  2. 剥離解析（HFエッチングなど）
    　→ フッ酸で一層ずつ剥離しながら、どの層に異常があるかを絞り込む。
    　→ 第1層Al配線、またはアクティブ領域上が怪しいと判断。

  3. SEM観察
    　→ アクティブ上に構造異常が見られる場合、さらなる詳細観察へ。

  4. FIB断面加工／STEM断面観察
    　→ 層構造の断面から、ショート、空孔、膜欠陥の有無を確認。

  5. EDX元素分析
    　→ 金属異物が確認された場合は、異物の元素構成を特定。

● 結果と対応：

🧠 教材上のポイント