半导体失效分析热红外显微镜工作原理

Thermal和EMMI是半导体失效分析中常用的两种定位技术，主要区别在于信号来源和应用场景不同。Thermal（热红外显微镜）通过红外成像捕捉芯片局部发热区域，适用于分析短路、功耗异常等因电流集中引发温升的失效现象，响应快、直观性强。而EMMI（微光显微镜）则依赖芯片在失效状态下产生的微弱自发光信号进行定位，尤其适用于分析ESD击穿、漏电等低功耗器件中的电性缺陷。相较之下，Thermal更适合热量明显的故障场景，而EMMI则在热信号不明显但存在异常电性行为时更具优势。实际分析中，两者常被集成使用，相辅相成，以实现失效点定位和问题判断。热红外显微镜可模拟器件实际工作温度测试，为产品性能评估提供真实有效数据。半导体失效分析热红外显微镜工作原理

在半导体失效分析（Failure Analysis, FA）流程中，Thermal EMMI 是承上启下的关键环节。此前，工程师需要依靠大量电性参数测试、扫描声学显微镜或X射线等方法逐步缩小可疑范围，但对于微小短路、漏电或局部发热缺陷，这些方法往往难以直接定位。Thermal EMMI 能够在样品上电并模拟实际工作条件的同时，捕捉缺陷点产生的瞬态热信号，实现快速、直观的可视化定位。尤其是在 BGA 封装、多层 PCB 以及三维封装（3D IC）等复杂结构中，Thermal EMMI 的穿透力和高分辨率成像能力能缩短分析周期。此外，该技术还能与锁相红外热成像（Lock-in Thermography）结合，提升弱信号检测的信噪比，让难以察觉的微小缺陷“现形”，为后续的物理剖片和根因分析提供依据。检测用热红外显微镜品牌排行区分 LED、激光二极管的电致发光热点与热辐射异常，优化光电转换效率。

致晟光电在推动产学研一体化进程中，积极开展校企合作。公司依托南京理工大学光电技术学院，专注开发基于微弱光电信号分析的产品及应用。双方联合攻克技术难题，不断优化实时瞬态锁相红外热分析系统（RTTLIT），使该系统温度灵敏度可达0.0001℃，功率检测限低至1uW，部分功能及参数优于进口设备。此外，致晟光电还与其他高校建立合作关系，搭建起学业-就业贯通式人才孵化平台。为学生提供涵盖研发设计、生产实践、项目管理全链条的育人平台，输送了大量实践能力强的专业人才，为企业持续创新注入活力。通过建立科研成果产业孵化绿色通道，高校的前沿科研成果得以快速转化为实际生产力，实现了高校科研资源与企业市场转化能力的优势互补。

随着半导体器件向先进封装（如 2.5D/3D IC、Chiplet 集成）方向发展，传统失效分析方法在穿透力和分辨率之间往往存在取舍。而 Thermal EMMI 在这一领域展现出独特优势，它能够透过硅层或封装材料观测内部热点分布，并在不破坏结构的情况下快速锁定缺陷位置。对于 TSV（硅通孔）结构中的漏电、短路或工艺缺陷，Thermal EMMI 结合多波段探测和长时间积分成像，可在微瓦级功耗下识别异常点，极大减少了高价值样品的损坏风险。这一能力让 Thermal EMMI 成为先进封装良率提升的重要保障，也为后续的物理剖片提供精确坐标，从而节省分析时间与成本。芯片复杂度提升对缺陷定位技术的精度与灵敏度提出更高要求。

Thermal EMMI 的成像效果与探测波段密切相关，不同材料的热辐射峰值波长有所差异。** Thermal EMMI 系统支持多波段切换，可根据被测器件的结构和材料选择比较好波长，实现更高的信噪比和更清晰的缺陷成像。例如，硅基器件在近红外波段（约 1.1 微米）具有较高透过率，适合穿透检测；而化合物半导体（如 GaN、SiC）则需要在中红外或长波红外波段下进行观测。通过灵活的波段适配，Thermal EMMI 能够覆盖更***的器件类型，从消费电子到汽车电子，再到功率半导体，均可提供稳定、精细的检测结果。热红外显微镜可捕捉物体热辐射，助力电子元件热分布与散热性分析。检测用热红外显微镜方案设计

热红外显微镜借助图像分析技术，直观展示电子设备热分布状况 。半导体失效分析热红外显微镜工作原理

从技术演进来看，热红外显微镜thermal emmi正加速向三大方向突破：一是灵敏度持续跃升，如量子点探测器的应用可大幅增强光子捕捉能力，让微弱热信号的识别更精确；二是多模态融合，通过集成 EMMI 光子探测、OBIRCH 电阻分析等功能，实现 “热 - 光 - 电” 多维度协同检测；三是智能化升级，部分设备已内置 AI 算法，能自动标记异常热点并生成分析报告。这些进步为半导体良率提升、新能源汽车电驱系统热管理等场景，提供了更高效、更好的解决方案。 半导体失效分析热红外显微镜工作原理