漏電是芯片另一種常見的失效模式,其誘因復(fù)雜多樣,既可能源于晶體管長(zhǎng)期工作后的老化衰減,也可能由氧化層存在裂紋等缺陷引發(fā)。
與短路類似,芯片內(nèi)部發(fā)生漏電時(shí),漏電路徑中會(huì)伴隨微弱的光發(fā)射現(xiàn)象——這種光信號(hào)的強(qiáng)度往往遠(yuǎn)低于短路產(chǎn)生的光輻射,對(duì)檢測(cè)設(shè)備的靈敏度提出了極高要求。EMMI憑借其的微光探測(cè)能力,能夠捕捉到漏電產(chǎn)生的極微弱光信號(hào)。通過(guò)對(duì)芯片進(jìn)行全域掃描,可將漏電區(qū)域以可視化圖像的形式清晰呈現(xiàn),使工程師能直觀識(shí)別漏電位置與分布特征。
國(guó)外微光顯微鏡價(jià)格高昂,常達(dá)上千萬(wàn)元,我司國(guó)產(chǎn)設(shè)備工藝完備,技術(shù)成熟,平替性價(jià)比高。紅外光譜微光顯微鏡儀器
在微光顯微鏡(EMMI) 操作過(guò)程中,當(dāng)對(duì)樣品施加合適的電壓時(shí),其失效點(diǎn)會(huì)由于載流子加速散射或電子-空穴對(duì)復(fù)合效應(yīng)而發(fā)射特定波長(zhǎng)的光子。這些光子經(jīng)過(guò)采集和圖像處理后,可以形成一張信號(hào)圖。隨后,取消施加在樣品上的電壓,在未供電的狀態(tài)下采集一張背景圖。再通過(guò)將信號(hào)圖與背景圖進(jìn)行疊加處理,就可以精確地定位發(fā)光點(diǎn)的位置,實(shí)現(xiàn)對(duì)失效點(diǎn)的精確定位。進(jìn)一步地,為了提升定位的準(zhǔn)確性,可采用多種圖像處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。例如,通過(guò)濾波算法去除背景噪聲,增強(qiáng)信號(hào)圖的信噪比;利用邊緣檢測(cè)技術(shù),突出顯示發(fā)光點(diǎn)的邊緣特征,從而提高定位精度。顯微微光顯微鏡范圍微光顯微鏡在 LED 故障分析中作用關(guān)鍵,可檢測(cè)漏電倒裝、短路倒裝及漏電垂直 LED 芯片的異常點(diǎn)。
通過(guò)對(duì)這些微光信號(hào)的成像與定位,它能直接“鎖定”電性能缺陷的物理位置,如同在黑夜中捕捉螢火蟲的微光,實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的定位。而熱紅外顯微鏡則是“溫度的解讀師”,依托紅外熱成像技術(shù),它檢測(cè)的是芯片工作時(shí)因能量損耗產(chǎn)生的溫度差異。電流通過(guò)芯片時(shí)的電阻損耗、電路短路時(shí)的異常功耗,都會(huì)轉(zhuǎn)化為局部溫度的細(xì)微升高,這些熱量以紅外輻射的形式散發(fā),被熱紅外顯微鏡捕捉并轉(zhuǎn)化為熱分布圖。通過(guò)分析溫度異常區(qū)域,它能間接推斷電路中的故障點(diǎn),尤其擅長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)與能量損耗相關(guān)的問(wèn)題。
致晟光電將熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI)與微光顯微鏡 (EMMI) 集成的設(shè)備,在維護(hù)成本控制上展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。對(duì)于分開的兩臺(tái)設(shè)備,企業(yè)需配備專門人員分別學(xué)習(xí)兩套系統(tǒng)的維護(hù)知識(shí),培訓(xùn)內(nèi)容涵蓋不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)、光學(xué)原理、軟件操作,還包括各自的故障診斷邏輯與校準(zhǔn)流程,往往需要數(shù)月的系統(tǒng)培訓(xùn)才能確保人員熟練操作,期間產(chǎn)生的培訓(xùn)費(fèi)用、時(shí)間成本居高不下。而使用一套集成設(shè)備只需一套維護(hù)體系,維護(hù)人員只需掌握一套系統(tǒng)的維護(hù)邏輯與操作規(guī)范,無(wú)需在兩套差異化的設(shè)備間切換學(xué)習(xí),培訓(xùn)周期可縮短近一半,大幅降低了培訓(xùn)方面的人力與資金投入。
微光顯微鏡搭配高分辨率鏡頭,可將微小缺陷放大至清晰可見,讓檢測(cè)更易觀察分析,提升檢測(cè)的準(zhǔn)確度。
失效分析是指通過(guò)系統(tǒng)的檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)和分析手段,探究產(chǎn)品或器件在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用過(guò)程中出現(xiàn)故障、性能異常或失效的根本原因,進(jìn)而提出改進(jìn)措施以預(yù)防同類問(wèn)題再次發(fā)生的技術(shù)過(guò)程。它是連接產(chǎn)品問(wèn)題與解決方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié),**在于精細(xì)定位失效根源,而非*關(guān)注表面現(xiàn)象。在半導(dǎo)體行業(yè),失效分析具有不可替代的應(yīng)用價(jià)值,貫穿于芯片從研發(fā)到量產(chǎn)的全生命周期。
在研發(fā)階段,針對(duì)原型芯片的失效問(wèn)題(如邏輯錯(cuò)誤、漏電、功耗過(guò)高等),通過(guò)微光顯微鏡、探針臺(tái)等設(shè)備進(jìn)行失效點(diǎn)定位,結(jié)合電路仿真、材料分析等手段,可追溯至設(shè)計(jì)缺陷(如布局不合理、時(shí)序錯(cuò)誤)或工藝參數(shù)偏差,為芯片設(shè)計(jì)優(yōu)化提供直接依據(jù);在量產(chǎn)環(huán)節(jié),當(dāng)出現(xiàn)批量性失效時(shí),失效分析能快速判斷是光刻、蝕刻等制程工藝的穩(wěn)定性問(wèn)題,還是原材料(如晶圓、光刻膠)的質(zhì)量波動(dòng),幫助生產(chǎn)線及時(shí)調(diào)整參數(shù),降低報(bào)廢率;在應(yīng)用端,針對(duì)芯片在終端設(shè)備(如手機(jī)、汽車電子)中出現(xiàn)的可靠性失效(如高溫環(huán)境下性能衰減、長(zhǎng)期使用后的老化失效),通過(guò)環(huán)境模擬測(cè)試、失效機(jī)理分析,可推動(dòng)芯片在封裝設(shè)計(jì)、材料選擇上的改進(jìn),提升產(chǎn)品在復(fù)雜工況下的穩(wěn)定性。 微光顯微鏡分析 3D 封裝器件光子,結(jié)合光學(xué)原理和算法可預(yù)估失效點(diǎn)深度,為失效分析和修復(fù)提供參考。IC微光顯微鏡用戶體驗(yàn)
針對(duì)光器件,能定位光波導(dǎo)中因損耗產(chǎn)生的發(fā)光點(diǎn),為優(yōu)化光子器件的傳輸性能、降低損耗提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。紅外光譜微光顯微鏡儀器
在故障分析領(lǐng)域,微光顯微鏡(EmissionMicroscope,EMMI)是一種極具實(shí)用價(jià)值且效率出眾的分析工具。其功能是探測(cè)集成電路(IC)內(nèi)部釋放的光子。在IC元件中,電子-空穴對(duì)(ElectronHolePairs,EHP)的復(fù)合過(guò)程會(huì)伴隨光子(Photon)的釋放。具體可舉例說(shuō)明:當(dāng)P-N結(jié)施加偏壓時(shí),N區(qū)的電子會(huì)向P區(qū)擴(kuò)散,同時(shí)P區(qū)的空穴也會(huì)向N區(qū)擴(kuò)散,隨后這些擴(kuò)散的載流子會(huì)與對(duì)應(yīng)區(qū)域的載流子(即擴(kuò)散至P區(qū)的電子與P區(qū)的空穴、擴(kuò)散至N區(qū)的空穴與N區(qū)的電子)發(fā)生EHP復(fù)合,并在此過(guò)程中釋放光子。紅外光譜微光顯微鏡儀器