失效分析是确定导致低良率根源并建立失效机理模型的过程,借此从根本上改善设计、测试或制造中的缺陷,最终达到加速产品学习过程、缩短产品上市时间和降低产品成本的目的。失效定位根据失效的复杂程度不同占总工作量的50%~80%不等,是整个过程中最重要的部分,直接决定了失效分析的最终成功率。诸如扫描、自动测试向量生成等藉由扫描链实现测试的功能性失效是数字集成电路的主要失效项,而传统失效定位手段却不适用于这种引脚众多、条件繁复、场景庞杂的情况。随着工艺节点不断微缩及集成度不断提高,对复杂失效进行高效定位的实现难度也呈指数级提高。针对数字集成电路失效难以定位和分析的问题,本文做了以下工作:1、从扫描链的结构和原理出发,提出了逻辑诊断定位方案。2、在两颗符合要求的产品上,对固定电平故障进行了充分全面的版图诊断实验。3、选择了更多符合诊断应用条件的产品,利用提出的诊断方案进行失效分析,以最终的物理分析结果进一步验证诊断方案的效果。4、从方法论的角度对已有实例进行提炼总结,归纳出一套针对失效的诊断方法和流程,涵盖诊断建立、诊断运行以及诊断结果分析和最佳样品选取等环节。通过以上工作,针对无法进行分析的数字集成电路功能失效,我们提出了根据电路行为反向推导失效位置的全新思路,提出了失效定位和逻辑诊断方法,并验证了该诊断方法的有效性。应用逻辑诊断后,可快速而精确地进行失效定位,大大拓展了失效的工程分析能力,是对传统失效分析方法的补充。此外,基于方法论对诊断全过程的总结,使得诊断的实现不依赖于具体工具,可加快应用的部署。以本公司为例,根据该方法实现的诊断流程兼容Mentor和Synopsys平台,已广泛应用于40nm及以下的主流工艺节点的数字集成电路功能失效分析,缩短了至少30%的失效分析周期。