制冷热红外显微镜选购指南

在半导体 IC 裸芯片研究与检测中，热红外显微镜是一项重要工具。裸芯片结构紧凑、集成度高，即便出现轻微热异常，也可能影响性能甚至导致失效，因此有效的热检测十分必要。热红外显微镜以非接触方式完成热分布成像，能够直观呈现芯片在运行中的温度变化。通过对局部热点的识别，可发现电路设计缺陷、电流集中或器件老化等问题，帮助工程师在早期阶段进行调整与优化。此外，该设备还能测量半导体结点的结温，结温水平直接关系到器件的稳定性与寿命。依托较高分辨率的成像能力，热红外显微镜既能提供结温的准确数据，也为散热方案的制定和芯片性能提升提供了可靠依据。热红外显微镜原理中，红外滤光片可筛选特定波长的红外辐射，针对性观测样品特定热辐射特性。制冷热红外显微镜选购指南

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。半导体失效分析热红外显微镜对比Thermal Emission microscopy system, Thermal EMMI是一种利用红外热辐射来检测和分析材料表面温度分布的技术。

从工作原理来看，红外探测器可分为热探测器与光电探测器两大类。热探测器利用热电效应，将入射红外辐射引起的温度变化通过热电偶转化为电压信号，典型**包括热电堆、热电探测器和热辐射计等；光电探测器则依靠光电效应，将红外光子直接转化为电信号，具有响应速度快、灵敏度高的特点。从材料类型来看，红外探测器又可分为非制冷型与制冷型两类。非制冷型以氧化钒、非晶硅等为**，主要基于红外辐射的热效应工作，结构简单、成本较**冷型则以MCT（碲镉汞）、InSb（锑化铟）、T2SL（Ⅱ类超晶格）等材料为主，依靠光电效应实现高灵敏度探测，适用于高精度、长波长及弱信号的红外成像与测量需求。

在物联网、可穿戴设备等领域，低功耗芯片的失效分析是一个挑战，因为其功耗可能低至纳瓦级，发热信号极为微弱。为应对这一难题，新一代 Thermal EMMI 系统在光学收集效率、探测器灵敏度以及信号处理算法方面进行了***优化。通过增加光学通光量、降低系统噪声，并采用锁相放大技术，可以在极低信号条件下实现稳定成像。这使得 Thermal EMMI 不再局限于高功耗器件，而是可以广泛应用于**功耗的传感器、BLE 芯片和能量采集模块等领域，***扩展了其使用场景。热红外显微镜成像：支持三维热成像重构，通过分层扫描样品不同深度，生成立体热分布模型。

具体工作流程中，当芯片处于通电工作状态时，漏电、短路等异常电流会引发局部焦耳热效应，产生皮瓦级至纳瓦级的极微弱红外辐射。这些信号经 InGaAs 探测器转换为电信号后，通过显微光学系统完成成像，再经算法处理生成包含温度梯度与空间分布的高精度热图谱。相较于普通红外热像仪，Thermal EMMI 的技术优势体现在双重维度：一方面，其热灵敏度可低至 0.1mK，能捕捉传统设备无法识别的微小热信号；另一方面，通过光学系统与算法的协同优化，定位精度突破至亚微米级，可将缺陷精确锁定至单个晶体管乃至栅极、互联线等更细微的结构单元，为半导体失效分析提供了前所未有的技术支撑。红外显微镜系统(Thermal Emission microscopy system)，是半导体失效分析和缺陷检测的常用的三大手段之一。制造热红外显微镜备件

热红外显微镜成像仪支持实时动态成像，能记录样品在不同环境下的温度分布动态变化过程。制冷热红外显微镜选购指南

作为国内半导体失效分析设备领域的原厂，苏州致晟光电科技有限公司（简称“致晟光电”）专注于ThermalEMMI系统的研发与制造。与传统热红外显微镜相比，ThermalEMMI的主要差异在于其功能定位：它并非对温度分布进行基础测量，而是通过精确捕捉芯片工作时因电流异常产生的微弱红外辐射，直接实现对漏电、短路、静电击穿等电学缺陷的定位。该设备的重要技术优势体现在超高灵敏度与微米级分辨率上：不仅能识别纳瓦级功耗所产生的局部热热点，还能确保缺陷定位的精细度，为半导体芯片的研发优化与量产阶段的品质控制，提供了可靠的技术依据与数据支撑。制冷热红外显微镜选购指南