Characterization and simulation of defects induced by a continuous wave laser during electrical failure analysis on the 28FDSOI technology

Face à la densité importante d’intégration des transistors et du nombre de niveau de métallisation, la localisation de défaut en analyse se fait principalement par la face arrière du composant. Cette analyse par la face arrière impose l’utilisation systématique de lentille à immersion solide et de la microscopie à balayage laser afin de limiter la contrainte de la résolution spatiale et de la sensibilité. Les objectifs sont de déterminer les dégradations induites par un laser 1340 nm continu sur la technologie 28FDSOI et de fournir un outil de simulation permettant de prédire la dose admissible par les transistors. L’étude commence par la reproduction et la caractérisation du défaut induit par le laser. Les résultats montrent principalement une diffusion des interconnexions grille-contacts en NiPtSi. Basé sur ces observations, un modèle de stimulation laser thermique est construit, puis testé sur une structure élémentaire. Les résultats montrent que la température peut atteindre des valeurs suffisamment élevées pour provoquer la diffusion du siliciure et expliquer les observations. Dans la dernière partie, le modèle est mis à l’épreuve sur des structures réelles. Le défaut est caractérisé paramétriquement en utilisant la cartographie de fréquence. Parallèlement, la simulation est appliquée sur ces mêmes structures. Les résultats montrent une bonne capacité du modèle à prédire le seuil de dégradation des transistors sous stimulation thermique laser.Faced with the high density of integration of the transistors and the number of metallization level, fault localization in analysis is mainly done by the rear face of the component. This backside analysis requires the systematic use of solid immersion lenses and laser scanning microscopy to limit the stress of spatial resolution and sensitivity. The objectives are to determine the degradation induced by a continuous 1340 nm laser on the 28FDSOI technology and to provide a simulation tool for predicting the allowable dose by the transistors. The study begins with the reproduction and characterization of the laser-induced defect. The results mainly show a diffusion of grid-contact interconnections in NiPtSi. Based on these observations, a model of thermal laser stimulation is built and then tested on an elemental structure. The results show that the temperature can reach sufficiently high values to cause the diffusion of the silicide and to explain the observations. In the last part, the model is put to the test on real structures. The defect is characterized parametrically using frequency mapping. Simultaneously, the simulation is applied to these same structures faithfully. The results show a good ability of the model to predict the degradation threshold of the transistors under laser thermal stimulation