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低温热微光显微镜原理

来源: 发布时间:2025年09月05日

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。对高密度集成电路,微光显微镜能有效突破可视化瓶颈。低温热微光显微镜原理

低温热微光显微镜原理,微光显微镜

EMMI 技术自诞生以来,经历了漫长且关键的发展历程。早期的 EMMI 受限于探测器灵敏度与光学系统分辨率,只能检测较为明显的半导体缺陷,应用范围相对狭窄。随着科技的飞速进步,新型深制冷型探测器问世,极大降低了噪声干扰,拓宽了光信号探测范围;同时,高分辨率显微物镜的应用,使 EMMI 能够捕捉到更微弱、更细微的光信号,实现对纳米级缺陷的精细定位。如今,它已广泛应用于半导体产业各个环节,从芯片设计验证到大规模生产质量管控,成为推动行业发展的重要力量。半导体失效分析微光显微镜品牌技术员依靠图像快速判断。

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在电性失效分析领域,微光显微镜 EMMI 常用于检测击穿通道、漏电路径以及器件早期退化区域。芯片在高压或大电流应力下运行时,这些缺陷部位会产生局部光发射,而正常区域则保持暗场状态。EMMI 能够在器件正常封装状态下直接进行非接触式观测,快速定位失效点,无需拆封或破坏结构。这种特性在 BGA 封装、多层互连和高集成度 SoC 芯片的分析中尤其重要,因为它能在复杂的布线网络中精细锁定问题位置。此外,EMMI 还可与电性刺激系统联动,实现不同工作模式下的动态成像,从而揭示缺陷的工作条件依赖性,帮助工程师制定更有针对性的设计优化或工艺改进方案。

借助EMMI对芯片进行全区域扫描,技术人员在短时间内便在特定功能模块检测到光发射信号。结合电路设计图和芯片版图信息,进一步分析显示,该故障点位于两条相邻铝金属布线之间,由于绝缘层局部损伤而形成短路。这一精细定位为后续的故障修复及工艺改进提供了可靠依据,同时也为研发团队优化设计、提升芯片可靠性提供了重要参考。通过这种方法,微光显微镜在芯片失效分析中展现出高效、可控且直观的应用价值,为半导体器件的质量保障提供了有力支持。使用微光显微镜,可大幅提升故障点确定精度。

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漏电是芯片中另一类常见失效模式,其成因相对复杂,既可能与晶体管在长期运行中的老化退化有关,也可能源于氧化层裂纹或材料缺陷。与短路类似,当芯片内部出现漏电现象时,漏电路径中会产生微弱的光发射信号,但其强度通常远低于短路所引发的光辐射,因此对检测设备的灵敏度提出了较高要求。

微光显微镜(EMMI)依靠其高灵敏度的光探测能力,能够捕捉到这些极微弱的光信号,并通过全域扫描技术对芯片进行系统检测。在扫描过程中,漏电区域能够以可视化图像的形式呈现,清晰显示其空间分布和热学特征。

工程师可以根据这些图像信息,直观判断漏电位置及可能涉及的功能模块,为后续的失效分析和工艺优化提供依据。通过这种方法,微光显微镜不仅能够发现传统电性测试难以捕捉的微小异常,还为半导体器件的可靠性评估和设计改进提供了重要支持,有助于提高芯片整体性能和使用寿命。 Thermal EMMI 通过检测半导体缺陷处的热致光子发射,定位芯片内部隐性电失效点。制造微光显微镜性价比

致晟光电持续精进微光显微技术,通过算法优化提升微光显微的信号处理效率。低温热微光显微镜原理

侦测不到亮点之情况不会出现亮点之故障:1.亮点位置被挡到或遮蔽的情形(埋入式的接面及大面积金属线底下的漏电位置);2.欧姆接触;3.金属互联短路;4.表面反型层;5.硅导电通路等。

亮点被遮蔽之情况:埋入式的接面及大面积金属线底下的漏电位置,这种情况可采用Backside模式,但是只能探测近红外波段的发光,且需要减薄及抛光处理。

测试范围:故障点定位、寻找近红外波段发光点测试内容:1.P-N接面漏电;P-N接面崩溃2.饱和区晶体管的热电子3.氧化层漏电流产生的光子激发4.Latchup、GateOxideDefect、JunctionLeakage、HotCarriersEffect、ESD等问题 低温热微光显微镜原理