在致晟光電的微光顯微鏡系統中,光發射顯微技術憑借優化設計的光學系統與制冷型 InGaAs 探測器,能夠捕捉低至皮瓦(pW)級別的微弱光子信號。這一能力使其在檢測柵極漏電、PN 結微短路等低強度發光失效問題時,展現出靈敏度與可靠性。同時,微光顯微鏡具備非破壞性的檢測特性,確保器件在分析過程中不受損傷,既適用于研發階段的失效分析,也滿足量產階段對質量管控的嚴苛要求。其亞微米級的空間分辨率,更讓微小缺陷無所遁形,為高精度芯片分析提供了有力保障。
電路驗證中出現閂鎖效應及漏電,微光顯微鏡可定位位置,為電路設計優化提供依據,保障系統穩定運行。實時成像微光顯微鏡功能
在微光顯微鏡(EMMI)檢測中,部分缺陷會以亮點形式呈現,
例如:漏電結(JunctionLeakage)接觸毛刺(ContactSpiking)熱電子效應(HotElectrons)閂鎖效應(Latch-Up)氧化層漏電(GateOxideDefects/Leakage,F-N電流)多晶硅晶須(Poly-SiliconFilaments)襯底損傷(SubstrateDamage)物理損傷(MechanicalDamage)等。
同時,在某些情況下,樣品本身的正常工作也可能產生亮點,例如:飽和/工作中的雙極型晶體管(Saturated/ActiveBipolarTransistors)飽和的MOS或動態CMOS(SaturatedMOS/DynamicCMOS)正向偏置二極管(ForwardBiasedDiodes)反向偏置二極管擊穿(Reverse-BiasedDiodesBreakdown)等。
因此,觀察到亮點時,需要結合電氣測試與結構分析,區分其是缺陷發光還是正常工作發光。此外,部分缺陷不會產生亮點,如:歐姆接觸金屬互聯短路表面反型層硅導電通路等。
若亮點被金屬層或其他結構遮蔽(如BuriedJunctions、LeakageSitesUnderMetal),可嘗試采用背面(Backside)成像模式。但此模式只能探測近紅外波段的發光,并需要對樣品進行減薄及拋光處理。 國產微光顯微鏡內容我司微光顯微鏡能檢測內部缺陷,通過分析光子發射評估性能,為研發、生產和質量控制提供支持。
Thermal(熱分析/熱成像)指的是通過紅外熱成像(如ThermalEMMI或熱紅外顯微鏡)等方式,檢測芯片發熱異常的位置。通常利用的是芯片在工作時因電流泄漏或短路而產生的局部溫升。常用于分析如:漏電、短路、功耗異常等問題。EMMI(光發射顯微成像EmissionMicroscopy)是利用芯片在失效時(如PN結擊穿、漏電)會產生微弱的光發射現象(多為近紅外光),通過光電探測器捕捉這類自發光信號來確定失效點。更敏感于電性失效,如ESD擊穿、閂鎖等。
在不同類型的半導體產品中,EMMI(微光顯微鏡) 扮演著差異化卻同樣重要的角色。對于功率半導體,如 IGBT 模塊,其工作時承受高電壓、大電流,微小的缺陷極易引發過熱甚至燒毀。EMMI 能夠檢測到因缺陷產生的異常光發射,幫助工程師排查出芯片內部的擊穿點或接觸不良區域,保障功率半導體在電力電子設備中的可靠運行。而在存儲芯片領域,EMMI 可用于檢測存儲單元漏電等問題,確保數據存儲的準確性與穩定性,維護整個存儲系統的數據安全。在航空航天芯片檢測中,它可定位因輻射導致的芯片損傷,為航天器電子設備的穩定運行保駕護航。
失效分析是一種系統性技術流程,通過多種檢測手段、實驗驗證以及深入分析,探究產品或器件在設計、制造和使用各階段出現故障、性能異常或失效的根本原因。與單純發現問題不同,失效分析更強調精確定位失效源頭,追蹤導致異常的具體因素,從而為改進設計、優化工藝或調整使用條件提供科學依據。尤其在半導體行業,芯片結構復雜、功能高度集成,任何微小的缺陷或工藝波動都可能引發性能異常或失效,因此失效分析在研發、量產和終端應用的各個環節都發揮著不可替代的作用。在研發階段,它可以幫助工程師識別原型芯片設計缺陷或工藝偏差;在量產階段,則用于排查批量性失效的來源,優化生產流程;在應用階段,失效分析還能夠解析環境應力或長期使用條件對芯片可靠性的影響,從而指導封裝、材料及系統設計的改進。通過這一貫穿全生命周期的分析過程,半導體企業能夠更有效地提升產品質量、保障性能穩定性,并降低潛在風險,實現研發與生產的閉環優化。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。高分辨率微光顯微鏡對比
針對接面漏電,我司微光顯微鏡能偵測其光子定位位置,利于篩選不良品,為改進半導體制造工藝提供數據。實時成像微光顯微鏡功能
在芯片失效分析的流程中,失效背景調查相當于提前設置好的“導航系統”,它能夠為分析人員提供清晰的方向,幫助快速掌握樣品的整體情況,為后續環節奠定可靠基礎。
首先需要明確的是芯片的型號信息。不同型號的芯片在電路結構、工作原理和設計目標上都可能存在較大差異,因此型號的收集與確認是所有分析工作的起點。緊隨其后的是應用場景的梳理。
無論芯片是應用于消費電子、工業控制還是航空航天等領域,使用環境和運行負荷都會不同,這些條件會直接影響失效表現及其可能原因。 實時成像微光顯微鏡功能