在半導體芯片的精密檢測領域,微光顯微鏡與熱紅外顯微鏡如同兩把功能各異的 “利劍”,各自憑借獨特的技術原理與應用優勢,在芯片質量管控與失效分析中發揮著不可替代的作用。二者雖同服務于芯片檢測,但在邏輯與適用場景上的差異,使其成為互補而非替代的檢測組合。從技術原理來看,兩者的 “探測語言” 截然不同。
微光顯微鏡是 “光子的捕捉者”,其重心在于高靈敏度的光子傳感器,能夠捕捉芯片內部因電性能異常釋放的微弱光信號 —— 這些信號可能來自 PN 結漏電時的電子躍遷,或是柵氧擊穿瞬間的能量釋放,波長多集中在可見光至近紅外范圍。
我司微光顯微鏡分析 PCB/PCBA 失效元器件周圍光子,可判斷其是否失效及類型位置,提高維修效率、降低成本。無損微光顯微鏡24小時服務
當芯片內部存在漏電缺陷,如結漏電、氧化層漏電時,電子-空穴對復合會釋放光子,微光顯微鏡(EMMI)能捕捉并定位。對于載流子復合異常情況,像閂鎖效應、熱電子效應引發的失效,以及器件在飽和態晶體管、正向偏置二極管等工作狀態下的固有發光,它也能有效探測,為這類與光子釋放相關的失效提供關鍵分析依據。
而熱紅外顯微鏡則主要用于排查與熱量異常相關的芯片問題。金屬互聯短路、電源與地短接會導致局部過熱,其可通過檢測紅外輻射差異定位。對于高功耗區域因設計缺陷引發的電流集中導致的熱分布異常,以及封裝或散熱結構失效造成的整體溫度異常等情況,它能生成溫度分布圖像,助力找出熱量異常根源。 半導體失效分析微光顯微鏡用戶體驗分析低阻抗短路時,微光顯微鏡可用于未開蓋樣品測試,還能定位大型 PCB 上金屬線路及元器件失效點。
致晟光電 RTTLIT E20 微光顯微分析系統(EMMI)是一款專為半導體器件漏電缺陷檢測量身打造的高精度檢測設備。該系統搭載先進的 - 80℃制冷型 InGaAs 探測器與高分辨率顯微物鏡,憑借超高檢測靈敏度,可捕捉器件在微弱漏電流信號下產生的極微弱微光。通過超高靈敏度成像技術,設備能快速定位漏電缺陷并開展深度分析,為工程師優化生產工藝、提升產品可靠性提供關鍵支持,進而為半導體器件的質量控制與失效分析環節提供安全可靠的解決方案。
可探測到亮點的情況
一、由缺陷導致的亮點結漏電(Junction Leakage)接觸毛刺(Contact Spiking)熱電子效應(Hot Electrons)閂鎖效應(Latch-Up)氧化層漏電(Gate Oxide Defects / Leakage (F-N Current))多晶硅晶須(Poly-silicon Filaments)襯底損傷(Substrate Damage)物理損傷(Mechanical Damage)等。
二、器件本身固有的亮點飽和 / 有源狀態的雙極晶體管(Saturated/Active Bipolar Transistors)飽和狀態的 MOS 管 / 動態 CMOS(Saturated MOS/Dynamic CMOS)正向偏置二極管 / 反向偏置二極管(擊穿狀態)(Forward Biased Diodes / Reverse Biased Diodes (Breakdown))等。 我司微光顯微鏡探測芯片封裝打線及內部線路短路產生的光子,快速定位短路位置,優勢獨特。
這一技術不僅有助于快速定位漏電根源(如特定晶體管的柵氧擊穿、PN結邊緣缺陷等),更能在芯片量產階段實現潛在漏電問題的早期篩查,為采取針對性修復措施(如優化工藝參數、改進封裝設計)提供依據,從而提升芯片的長期可靠性。例如,某批次即將交付的電源管理芯片在出廠前的EMMI抽檢中,發現部分芯片的邊角區域存在持續穩定的微弱光信號。結合芯片的版圖設計與工藝參數分析,確認該區域的NMOS晶體管因柵氧層局部厚度不足導致漏電。技術團隊據此對這批次芯片進行篩選,剔除了存在漏電隱患的產品,有效避免了缺陷芯片流入市場后可能引發的設備功耗異常、發熱甚至燒毀等風險。微光顯微鏡支持寬光譜探測模式,探測范圍從紫外延伸至近紅外,能滿足不同材料的光子檢測,適用范圍更廣。非制冷微光顯微鏡批量定制
我司自主研發的桌面級設備其緊湊的機身設計,可節省實驗室空間,適合在小型研發機構或生產線上靈活部署。無損微光顯微鏡24小時服務
失效分析是指通過系統的檢測、實驗和分析手段,探究產品或器件在設計、生產、使用過程中出現故障、性能異常或失效的根本原因,進而提出改進措施以預防同類問題再次發生的技術過程。它是連接產品問題與解決方案的關鍵環節,**在于精細定位失效根源,而非*關注表面現象。在半導體行業,失效分析具有不可替代的應用價值,貫穿于芯片從研發到量產的全生命周期。
在研發階段,針對原型芯片的失效問題(如邏輯錯誤、漏電、功耗過高等),通過微光顯微鏡、探針臺等設備進行失效點定位,結合電路仿真、材料分析等手段,可追溯至設計缺陷(如布局不合理、時序錯誤)或工藝參數偏差,為芯片設計優化提供直接依據;在量產環節,當出現批量性失效時,失效分析能快速判斷是光刻、蝕刻等制程工藝的穩定性問題,還是原材料(如晶圓、光刻膠)的質量波動,幫助生產線及時調整參數,降低報廢率;在應用端,針對芯片在終端設備(如手機、汽車電子)中出現的可靠性失效(如高溫環境下性能衰減、長期使用后的老化失效),通過環境模擬測試、失效機理分析,可推動芯片在封裝設計、材料選擇上的改進,提升產品在復雜工況下的穩定性。 無損微光顯微鏡24小時服務