芯片解密——逆向分析（上）

橘子說：在IGBT的研究過程當中，逆向分析是一種非常重要的技術手段，擁有尖端的逆向分析實力會為企業帶來巨大的進步和市場競爭力。

芯片的逆向分析，可以簡單理解成一種芯片解密的過程。

通過逆向分析，我們可以分析市場中先進的芯片，對其整體形貌、內部結構進行研究，在深入解析中學習其基本技巧或新型原理，并融匯自己的知識和制造技術，進行再創新的設計和制造，最終研究出更好的產品。

在芯片設計產業發達的國家，特別是北美和西歐，逆向芯片解密工程并非作為一種完整的設計方法而存在，而是一種競爭手段和保護知識產權的手段。這足以說明芯片逆向分析在半導體器件行業是不可或缺的技術。

完整的逆向分析過程繁復，需要諸多設備和技術來完成芯片整體結構的形貌和數據提取。

其中，對芯片完成鑲嵌制樣，對制樣完成磨拋（研磨、拋光），對磨拋樣品完成染結，是觀測截面的三個重要步驟。

下面，我將帶大家從這三個實驗過程開始這次芯片解密之旅。

一、對芯片完成鑲嵌制樣

對于又小又薄的半導體芯片，直接磨拋(研磨、拋光)是有困難的，所以應進行鑲嵌。經過鑲嵌的樣品，不但磨拋、存取方便，而且可以提高工作效率及試驗結果準確性。 

我們以樹脂鑲嵌法為例：樹脂鑲嵌法是利用環氧樹脂來鑲嵌細小的芯片試樣,它可以將任何形狀的試樣，鑲嵌成一定尺寸的樣品。實際實驗中，為了便于之后將樣品放置在研磨設備中，我們使用內徑固定大小的模具來進行樣品鑲嵌。

樹脂鑲嵌法又可分為熱壓和澆注鑲嵌法兩類。

由于熱壓鑲嵌法需要加熱和加壓，使用的金屬元素分析儀對淬火鋼及軟金屬有一定影響，故采用冷澆注法。

澆注鑲嵌法適用于不允許加熱的試樣、較軟或熔點低的金屬，形狀復雜的試樣、多孔性時試樣等。具體過程如下：

1、固定芯片：根據需要，使用適合的小樣品夾。本實驗中使用不銹鋼圓形樣品夾，將芯片放入樣品夾，使芯片固定，并與樣品夾底部保持水平。

2、環氧樹脂混合液配制：用針管抽取分別抽取環氧樹脂A、B配置液，按照一定體積比將環氧樹脂配制液注入一次性紙杯中混合并用木棒攪一個方向攪拌均勻。

3、灌膠1：取出內徑一致的制樣模具，在模具內表面噴上一層脫模劑，將固定的芯片置于模具中間，將混合好的環氧樹脂配制液倒入模具中，倒入環氧樹脂混合液的量需要適量，既方便后續試驗，也便于氣泡溢出。

4、灌膠2：將灌好環氧樹脂的模具小心放置在真空鑲嵌機的真空腔體中，蓋緊透明蓋子。根據真空鑲嵌機的功能和環氧樹脂配制液的量，設置所需要的真空度和保壓時間。完成抽出大部分環氧樹脂混合液產生的氣泡，提高樣品的透明度。

5、固膠：抽真空操作完成后，將樣品模具小心地取出，放置在一定溫度中靜置，一段時間后，待混合液完全固化，從樣品模具中取出樣品即可。

二、鑲嵌制樣小技巧

了解以上鑲嵌制樣的步驟后，輪到實際動手可能又有一堆小伙伴哭唧唧：“救救孩子吧，我的眼睛告訴我學會了，我的手說他不會。”所以我們這里準備了一份鑲嵌制樣小技巧，過來看看？

TIP 1：若使用SEM觀測芯片截面，建議使用不銹鋼樣品夾固定芯片，并使用帶有金屬顆粒的鑲嵌材料便于電荷的導出，減少芯片截面電荷聚集的現象，以得到清晰的圖像。

TIP 2：制樣模具的選擇方面，普通的橡膠和塑料模具價格便宜，但是使用次數不多。原因在于制樣過程中的拉扯和擠壓會使模具變形，制樣樣品的尺寸也會無法和研磨拋光機匹配，從而帶來一系列問題，影響研磨效果。而鐵氟龍材質的模具雖然成本較高，但不易變形，樣品方便取出。

TIP 3：向模具倒入環氧樹脂混合液時，動作需要輕柔，以避免芯片沖偏，功虧一簣。

TIP 4：樣品中產生的氣泡十分影響外觀透明度，也使人無法準確地研磨芯片至合適位置。因此，需要多次實驗驗證，確認合適的真空度、保壓時間、固膠溫度和固膠時間以減少氣泡的產生。

至此，我們芯片解密之旅已經完成了開頭的重要步驟。如果大家感興趣的話，后續我還會持續更新這個系列的文章，請大家多多評論，告訴我你們想看什么哦~