芯片去层（Chip delayer） 发布时间：2026-09-14
一、业务概述
芯片去层（Chip Delayer）属于半导体失效分析、工艺研发、逆向工程及质量管控领域的核心精密技术服务。该技术在芯片开封取出裸 Die 之后，采用物理与化学相结合的精密工艺，逐层剥离芯片表层钝化层、金属互联层、介质层、阻挡层等薄膜结构，尽可能无损地露出下层电路以及晶体管核心器件结构，为芯片故障定位、工艺验证、芯片设计优化提供关键实物与图像技术支撑。
伴随半导体行业向先进制程快速迭代，芯片内部器件结构日趋精细，短路、漏电、层间粘连、工艺缺陷等各类疑难失效问题频繁出现，依靠传统检测手段很难完成失效根因精准溯源。金鉴实验室深耕半导体精密检测领域多年，依托成熟的Chip-Delayer工艺能力，可高效完成复杂芯片内部结构剖析，芯片去层技术现已成为芯片失效分析工作中不可或缺的关键手段。
二、核心技术方案
1. 干法去层技术：金鉴实验室采用了反应离子刻蚀（RIE-200C）、等离子体刻蚀工艺，搭配CF₄/O₂/Ar等定制化气体体系，针对氮化钛（TiN）阻挡层、铝/铜金属层、氧化硅介质层实现选择性刻蚀去除，刻蚀精度达纳米级，无化学残留，适配28nm及以上先进制程芯片，避免湿法腐蚀带来的层间损伤。
2. 湿法去层技术：研发专用化学试剂体系，针对不同材质薄膜定制SC-1溶液、双氧水基、氨水腐蚀液等，精准腐蚀目标层，不损伤下层电路与器件，适用于传统铝制程、成熟制程芯片的批量去层，成本可控、效率优异。
3. 机械研磨辅助技术：通过精密研磨设备进行芯片减薄预处理，配合光学显微镜实时监控，精准控制研磨厚度，避免过度研磨损伤核心电路，为后续精细去层奠定基础。
三、全流程服务体系
1. 需求评估：对接客户明确芯片型号、制程工艺、去层层数、分析目标，制定专属去层方案。
2. 样品预处理：完成芯片开封、清洗、固定，去除表面封装杂质，保障去层工艺稳定性。
3. 精准去层作业：分层次实施干法/湿法去层，全程通过SEM或光学显微镜实时监测，严格把控去除精度。
4. 检测分析：去层完成后，提供层结构形貌观察、缺陷定位、成分分析配套服务，输出高清图像与数据报告。
5. 售后保障：提供报告解读、技术咨询服务，针对特殊需求优化工艺，确保客户获得完整分析结论。
四、业务核心优势
- 技术精准：纳米级去层精度，选择性去除目标层，完好保留下层结构，适配多品类、多制程芯片。
- 设备先进：配备高端RIE刻蚀机、精密研磨仪、3D-OM、扫描电子显微镜，满足先进制程芯片处理需求。
- 团队专业：核心技术人员拥有多年半导体失效分析经验，不同阻挡层去层工艺，可处理各类疑难样品。
- 高效合规：严格遵循行业标准，保障样品信息安全，快速交付服务成果，性价比优于同类机构。
五、案例分析
芯片的物理层次结构从表面往下通常包括玻璃钝化层 （一般由 Si3N4+SiO2 构成）、所有金属化层（Al 或 Cu）、所有的中间介质层（一般为SiO2及其包裹的通孔戒接触孔）、多晶（Polysilicon，一般简称Poly）层以及有源区层（衬底，大多为 P 型）。对于一个具有 N 层金属布线的芯片来说，样品制备过程中通常可以获得 N+ 2 个用来观察的物理层次，即 N 个金属层、1 个多 晶层和 1 个有源区层。
（图为某氮化镓电源芯片切片结构示意图、该芯片为铝互联工艺）
如上图所示，在去层中所指的“层”的概念大体上自下而上可分为Sub，Poly，CT，M1，via1，M2，via2，M3，via3,…,TOP，Passivation。而去层是将芯片的多层结构自上而下一层层去除，以达到检视缺陷及样品制备的目的。去层是通过RIE离子蚀刻、机械研磨和各种试剂去除相应的结构，而为了确保去层中发现的异常不是人为引入的，实验上以不到达异常表面而能够观察到异常为理想状态。如无特别要求，通常以去除金属层后磨去barrier（阻挡层）视为去除一层，集成电路芯片的去层制备过程包括对表层玻璃钝化层的去除、金属化层的去除、阻挡层的去除、中间介质层的去除、底层多晶层的去除和有源区的制备。根据制造工艺和材料的差异，可以选用离子刻蚀、化学腐蚀和机械研磨等方法。
平面去层展示
金鉴实验室对某电源管理芯片开展完整逐层去层，依次完成顶层钝化层刻蚀、M2 层、M2 阻挡层、M1 层、Poly 多晶层，直至硅衬底，每一层级完成全景图像采集，完整呈现从顶层金属到硅基有源区全部电路形貌，定位层间异常与器件缺陷。（可附各层 OM 实拍图片：钝化层、M2、M1、Poly 层、Substrate 衬底图像）
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