在研發階段,當原型芯片出現邏輯錯誤、漏電或功耗異常等問題時,工程師可以利用微光顯微鏡、探針臺等高精度設備對失效點進行精確定位,并結合電路仿真、材料分析等方法,追溯至可能存在的設計缺陷,如布局不合理、時序偏差,或工藝參數異常,從而為芯片優化提供科學依據。
在量產環節,如果出現批量性失效,失效分析能夠快速判斷問題源自光刻、蝕刻等工藝環節的穩定性不足,還是原材料如晶圓或光刻膠的質量波動,并據此指導生產線參數調整,降低報廢率,提高整體良率。在應用階段,對于芯片在終端設備如手機、汽車電子中出現的可靠性問題,結合環境模擬測試與失效機理分析,可以指導封裝設計優化、材料選擇改進,提升芯片在高溫或長期使用等復雜工況下的性能穩定性。通過研發、量產到應用的全鏈條分析,失效分析不僅能夠發現潛在問題,還能夠推動芯片設計改進、工藝優化和產品可靠性提升,為半導體企業在各個環節提供了***的技術支持和保障,確保產品在實際應用中表現可靠,降低風險并提升市場競爭力。 半導體失效分析中,微光顯微鏡可偵測失效器件光子,定位如 P-N 接面漏電等故障點,助力改進工藝、提升質量。什么是微光顯微鏡儀器
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。
IC微光顯微鏡分析致晟光電持續精進微光顯微技術,通過算法優化提升微光顯微的信號處理效率。
EMMI的全稱是Electro-OpticalEmissionMicroscopy,也叫做光電發射顯微鏡。這是一種在半導體器件失效分析中常用的技術,通過檢測半導體器件中因漏電、擊穿等缺陷產生的微弱光輻射(如載流子復合發光),實現對微小缺陷的定位和分析,廣泛應用于集成電路、半導體芯片等的質量檢測與故障排查。
致晟光電該系列——RTTLITE20微光顯微分析系統(EMMI)是專為半導體器件漏電缺陷檢測而設計的高精度檢測系統。其中,實時瞬態鎖相熱分析系統采用鎖相熱成像(Lock-in Thermography)技術,通過調制電信號損升特征分辨率與靈敏度,結合軟件算法優化信噪比,以實現顯微成像下的高靈敏度熱信號測量。
漏電是芯片中另一類常見失效模式,其成因相對復雜,既可能與晶體管在長期運行中的老化退化有關,也可能源于氧化層裂紋或材料缺陷。與短路類似,當芯片內部出現漏電現象時,漏電路徑中會產生微弱的光發射信號,但其強度通常遠低于短路所引發的光輻射,因此對檢測設備的靈敏度提出了較高要求。
微光顯微鏡(EMMI)依靠其高靈敏度的光探測能力,能夠捕捉到這些極微弱的光信號,并通過全域掃描技術對芯片進行系統檢測。在掃描過程中,漏電區域能夠以可視化圖像的形式呈現,清晰顯示其空間分布和熱學特征。
工程師可以根據這些圖像信息,直觀判斷漏電位置及可能涉及的功能模塊,為后續的失效分析和工藝優化提供依據。通過這種方法,微光顯微鏡不僅能夠發現傳統電性測試難以捕捉的微小異常,還為半導體器件的可靠性評估和設計改進提供了重要支持,有助于提高芯片整體性能和使用壽命。 氧化層漏電及多晶硅晶須引發電流異常時,會產生光子,使微光顯微鏡下出現亮點。
致晟光電的EMMI微光顯微鏡依托公司在微弱光信號處理領域技術,將半導體器件在通電狀態下產生的極低強度光信號捕捉并成像。當器件內部存在PN結擊穿、漏電通道、金屬遷移等缺陷時,會釋放特定波長的光子。致晟光電通過高靈敏度InGaAs探測器、低噪聲光學系統與自研信號放大算法,實現了對納瓦級光信號的高信噪比捕捉。該技術無需破壞樣品,即可完成非接觸式檢測,尤其適合3D封裝、先進制程芯片的缺陷定位。憑借南京理工大學科研力量支持,公司在探測靈敏度、數據處理速度、圖像質量等方面,幫助客戶更快完成失效分析與良率優化。捕捉的信號極其微弱,通常在納瓦級(nW)甚至皮瓦級(pW),因此對系統的探測能力和信噪比要求極高;什么是微光顯微鏡圖像分析
當二極管處于正向偏置或反向擊穿狀態時,會有強烈的光子發射,形成明顯亮點。什么是微光顯微鏡儀器
隨后,通過去層處理逐步去除芯片中的金屬布線層和介質層,配合掃描電子顯微鏡(SEM)的高分辨率成像以及光學顯微鏡的細節觀察,進一步確認缺陷的具體形貌。這些缺陷可能表現為金屬線路的腐蝕、氧化層的剝落或晶體管柵極的損傷。結合實驗結果,分析人員能夠追溯出導致失效的具體機理,例如電遷移效應、熱載流子注入或工藝污染等。這樣的“定位—驗證—溯源”閉環過程,使PEM系統在半導體器件及集成電路的失效研究中展現了極高的實用價值,為工程師提供了可靠的分析手段。什么是微光顯微鏡儀器