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(tài)的雙極晶體管(Saturated/Active Bipolar Transistors)飽和狀態(tài)的 MOS 管 / 動態(tài) CMOS(Saturated MOS/Dynamic CMOS)正向偏置二極管 / 反向偏置二極管(擊穿狀態(tài))(Forward Biased Diodes / Reverse Biased Diodes (Breakdown))等。 晶體管和二極管短路或漏電時,微光顯微鏡依其光子信號判斷故障類型與位置,利于排查電路故障。實時成像微光顯微鏡儀器
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(fā)的失效,以及器件在飽和態(tài)晶體管、正向偏置二極管等工作狀態(tài)下的固有發(fā)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(qū)域因設計缺陷引發(fā)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。 半導體微光顯微鏡備件通過與光譜儀聯用,可分析光子的光譜信息,為判斷缺陷類型提供更多依據,增強分析的全面性。
InGaAs微光顯微鏡與傳統微光顯微鏡在原理和功能上具有相似之處,均依賴于電子-空穴對復合產生的光子及熱載流子作為探測信號源。然而,InGaAs微光顯微鏡相較于傳統微光顯微鏡,呈現出更高的探測靈敏度,并且其探測波長范圍擴展至900nm至1700nm,而傳統微光顯微鏡的探測波長范圍限于350nm至1100nm。這一特性使得InGaAs微光顯微鏡具備更更好的波長檢測能力,從而拓寬了其應用領域。進一步而言,InGaAs微光顯微鏡的這一優(yōu)勢使其在多個科研與工業(yè)領域展現出獨特價值。在半導體材料研究中,InGaAs微光顯微鏡能夠探測到更長的波長,這對于分析材料的缺陷、雜質以及能帶結構等方面具有重要意義。
例如,當某批芯片在測試中發(fā)現漏電失效時,我們的微光顯微鏡能定位到具體的失效位置,為后續(xù)通過聚焦離子束(FIB)切割進行截面分析、追溯至柵氧層缺陷及氧化工藝異常等環(huán)節(jié)提供關鍵前提。可以說,我們的設備是半導體行業(yè)失效分析中定位失效點的工具,其的探測能力和高效的分析效率,為后續(xù)問題的解決奠定了不可或缺的基礎。
在芯片研發(fā)階段,它能幫助研發(fā)人員快速鎖定設計或工藝中的隱患,避免資源的無效投入;在量產過程中,它能及時發(fā)現批量性失效的源頭,為生產線調整爭取寶貴時間,降低損失;在產品應用端,它能為可靠性問題的排查提供方向,助力企業(yè)提升產品質量和市場口碑。無論是先進制程的芯片研發(fā),還是成熟工藝的量產檢測,我們的設備都以其獨特的技術優(yōu)勢,成為失效分析流程中無法替代的關鍵一環(huán),為半導體企業(yè)的高效運轉和技術升級提供有力支撐。 微光顯微鏡的便攜款桌面級設計,方便在生產線現場快速檢測,及時發(fā)現產品問題,減少不合格品流出。
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(yōu)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(fā)現部分芯片的邊角區(qū)域存在持續(xù)穩(wěn)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(qū)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(fā)的設備功耗異常、發(fā)熱甚至燒毀等風險。微光顯微鏡分析 3D 封裝器件光子,結合光學原理和算法可預估失效點深度,為失效分析和修復提供參考。半導體失效分析微光顯微鏡方案
支持自定義檢測參數,測試人員可根據特殊樣品特性調整設置,獲得較為準確的檢測結果。實時成像微光顯微鏡儀器
半導體材料分為直接帶隙半導體和間接帶隙半導體,而Si是典型的直接帶隙半導體,其禁帶寬度為1.12eV。所以當電子與空穴復合時,電子會彈射出一個光子,該光子的能量為1.12eV,根據波粒二象性原理,該光子的波長為1100nm,屬于紅外光區(qū)。通俗的講就是當載流子進行復合的時候就會產生1100nm的紅外光。這也就是產生亮點的原因之一:載流子復合。所以正偏二極管的PN結處能看到亮點。如果MOS管產生latch-up現象,(體寄生三極管導通)也會觀察到在襯底處產生熒光亮點。實時成像微光顯微鏡儀器