以測量電壓效應為基礎(chǔ)的失效定位技術(shù)
集成電路的復雜性決定了失效定位在失效分析中的關(guān)鍵作用。打開封裝后，用顯微鏡看不到失效部位時，就需對芯片進行電激勵，根據(jù)芯片表面節(jié)點的電壓、波形或發(fā)光異常點進行失效定位。
（1）掃描電子顯微鏡的電壓襯度像
電子束在處于工作狀態(tài)的被測芯片表面掃描，儀器的二次電子探頭接收到的二次電子的數(shù)量與芯片表面的電位分布有關(guān)。芯片的負電位區(qū)發(fā)出大量的二次電子，該區(qū)的二次電子像顯示為亮區(qū)；芯片的正電位區(qū)發(fā)出的二次電子受阻，該區(qū)的二次電子像顯示為暗區(qū)。這種受到芯片表面電位調(diào)制的二次電子像叫電壓襯度像。電壓襯度像分為動態(tài)電壓襯度像和靜態(tài)電壓襯度像。靜態(tài)電壓襯度像是被測器件處于靜態(tài)工作狀態(tài)時的電壓襯度像，動態(tài)電壓襯度像是被測器件處于動態(tài)工作狀態(tài)時的電壓襯度像。電壓襯度像可確定芯片金屬化層的開路或短路失效。
根據(jù)驅(qū)動器件的向量序列，可找出芯片內(nèi)部不正常的邏輯狀態(tài)，確定出芯片內(nèi)部的故障節(jié)點。這種技術(shù)也被稱之為圖像失效分析技術(shù)（IFA，Image-based Failure Analysis）。對于復雜的器件，在無設(shè)計者和設(shè)計文件的情況下，必須用專門的軟件對好壞芯片的工作狀態(tài)電壓襯度像進行運算，求出它們的差像，根據(jù)差像的情況確定出芯片的故障點。
（2） 芯片內(nèi)部節(jié)點的波形測量.
通常情況下，確定集成電路失效部位采用信號尋跡法。在輸入端激勵芯片，用機械探針探測芯片內(nèi)部節(jié)點的波形，根據(jù)波形確定被測點的正常與否。隨著集成電路進入VLSI/ULSI領(lǐng)域，當其幾何尺寸小于1μm時，用傳統(tǒng)的機械探針已很難對其內(nèi)部節(jié)點的工作狀態(tài)進行直接而準確的探測了。國際上從80年代初開始用電子束探針代替機械探針，對集成電路內(nèi)部節(jié)點的電壓和波形進行非接觸測試，具有分辨率高、容易對準被測節(jié)點、無電容負載、非破壞性等特點。目前，電子束測試技術(shù)已被廣泛地應用于VLSI設(shè)計驗證和失效定位。
電子束測試系統(tǒng)（EBT）是在掃描電鏡頻閃電壓襯度像的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型失效分析系統(tǒng)。它的構(gòu)造與一個帶頻閃裝置的低壓掃描電子顯微鏡（SEM）類似，且具有寬頻帶取樣示波器功能。用電子束技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械探針方式，可對VLSI進行非接觸式、非破壞性的探測，并且把掃描電子顯微鏡與現(xiàn)代EDA（Electronic Design Automatic）技術(shù)相結(jié)合，實時地對VLSI表面及內(nèi)部節(jié)點進行觀測，同時在外接激勵信號的作用下，提取被測節(jié)點的邏輯波形信號，進而迅速地對電路的失效節(jié)點進行定位。
