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。 其內置的圖像分析軟件,可測量亮點尺寸與亮度,為量化評估缺陷嚴重程度提供數據。科研用微光顯微鏡分析
為了讓客戶對設備品質有更直觀的了解,我們大力支持現場驗貨。您可以親臨我們的實驗室,近距離觀察設備的外觀細節,親身操作查驗設備的運行性能、精度等關鍵指標。每一臺設備都經過嚴格的出廠檢測,我們敢于將品質擺在您眼前,讓您在采購前就能對設備的實際狀況了然于胸,消除后顧之憂。一位來自汽車零部件廠商的客戶分享道:“之前采購設備總擔心實際性能和描述有差距,在致晟光電現場驗貨時,工作人員耐心陪同我們測試,設備的精度和穩定性都超出預期,這下采購心里踏實多了。”科研用微光顯微鏡分析升級后的冷卻系統,能減少設備自身熱噪聲,讓對微弱光子的探測更靈敏,提升檢測下限。
微光顯微鏡的原理是探測光子發射。它通過高靈敏度的光學系統捕捉芯片內部因電子 - 空穴對(EHP)復合產生的微弱光子(如 P-N 結漏電、熱電子效應等過程中的發光),進而定位失效點。其探測對象是光信號,且多針對可見光至近紅外波段的光子。熱紅外顯微鏡則基于紅外輻射測溫原理工作。芯片運行時,失效區域(如短路、漏電點)會因能量損耗異常產生局部升溫,其釋放的紅外輻射強度與溫度正相關。設備通過檢測不同區域的紅外輻射差異,生成溫度分布圖像,以此定位發熱異常點,探測對象是熱信號(紅外波段輻射)。
在微光顯微鏡(EMMI) 操作過程中,當對樣品施加合適的電壓時,其失效點會由于載流子加速散射或電子-空穴對復合效應而發射特定波長的光子。這些光子經過采集和圖像處理后,可以形成一張信號圖。隨后,取消施加在樣品上的電壓,在未供電的狀態下采集一張背景圖。再通過將信號圖與背景圖進行疊加處理,就可以精確地定位發光點的位置,實現對失效點的精確定位。進一步地,為了提升定位的準確性,可采用多種圖像處理技術進行優化。例如,通過濾波算法去除背景噪聲,增強信號圖的信噪比;利用邊緣檢測技術,突出顯示發光點的邊緣特征,從而提高定位精度。漏電結和接觸毛刺會產生亮點,這些亮點產生的光子能被微光顯微鏡捕捉到。
OBIRCH與EMMI技術在集成電路失效分析領域中扮演著互補的角色,其主要差異體現在檢測原理及應用領域。具體而言,EMMI技術通過光子檢測手段來精確定位漏電或發光故障點,而OBIRCH技術則依賴于激光誘導電阻變化來識別短路或阻值異常區域。這兩種技術通常被整合于同一檢測系統(即PEM系統)中,其中EMMI技術在探測光子發射類缺陷,如漏電流方面表現出色,而OBIRCH技術則對金屬層遮蔽下的短路現象具有更高的敏感度。例如,EMMI技術能夠有效檢測未開封芯片中的失效點,而OBIRCH技術則能有效解決低阻抗(<10 ohm)短路問題。熱電子與晶格相互作用及閂鎖效應發生時也會產生光子,在顯微鏡下呈現亮點。低溫熱微光顯微鏡按需定制
它嘗試通過金屬層邊緣等位置的光子來定位故障點,解決了復雜的檢測難題。科研用微光顯微鏡分析
微光顯微鏡技術特性差異
探測靈敏度方向:EMMI 追求對微弱光子的高靈敏度(可檢測單光子級別信號),需配合暗場環境減少干擾;熱紅外顯微鏡則強調溫度分辨率(部分設備可達 0.01℃),需抑制環境熱噪聲。
空間分辨率:EMMI 的分辨率受光學系統和光子波長限制,通常在微米級;熱紅外顯微鏡的分辨率與紅外波長、鏡頭數值孔徑相關,一般略低于 EMMI,但更注重大面積熱分布的快速成像。
樣品處理要求:EMMI 對部分遮蔽性失效(如金屬下方漏電)需采用背面觀測模式,可能需要減薄、拋光樣品;
處理要求:熱紅外顯微鏡可透過封裝材料(如陶瓷、塑料)探測,對樣品破壞性較小,更適合非侵入式初步篩查。 科研用微光顯微鏡分析