芯片在工作過程中,漏電缺陷是一類常見但極具隱蔽性的失效現(xiàn)象。傳統(tǒng)檢測手段在面對復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)和高集成度芯片時,往往難以在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)精細(xì)定位。而微光顯微鏡憑借對極微弱光輻射的高靈敏捕捉能力,為工程師提供了一種高效的解決方案。當(dāng)芯片局部出現(xiàn)漏電時,會產(chǎn)生非常微小的發(fā)光現(xiàn)象,常規(guī)設(shè)備無法辨識,但微光顯微鏡能夠在非接觸狀態(tài)下快速捕獲并呈現(xiàn)這些信號。通過成像結(jié)果,工程師可以直觀判斷缺陷位置和范圍,進(jìn)而縮短排查周期。相比以往依賴電性能測試或剖片分析的方式,微光顯微鏡實(shí)現(xiàn)了更高效、更經(jīng)濟(jì)的缺陷診斷,不僅提升了芯片可靠性分析的準(zhǔn)確度,也加快了產(chǎn)品從研發(fā)到量產(chǎn)的閉環(huán)流程。由此可見,微光顯微鏡在電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用,正在為行業(yè)帶來更快、更精細(xì)的檢測能力。具備“顯微”級空間分辨能力,能將熱點(diǎn)區(qū)域精確定位在數(shù)微米甚至亞微米尺度。無損微光顯微鏡品牌
半導(dǎo)體行業(yè)持續(xù)向更小尺寸、更高集成度方向邁進(jìn),這對檢測技術(shù)提出了更高要求。EMMI 順應(yīng)這一趨勢,不斷創(chuàng)新發(fā)展。一方面,研發(fā)團(tuán)隊(duì)致力于進(jìn)一步提升探測器靈敏度,使其能夠探測到更微弱、更罕見的光信號,以應(yīng)對未來半導(dǎo)體器件中可能出現(xiàn)的更細(xì)微缺陷;另一方面,通過優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)與信號處理算法,提高 EMMI 對復(fù)雜芯片結(jié)構(gòu)的穿透能力與檢測精度,確保在先進(jìn)制程工藝下,依然能夠精細(xì)定位深埋于芯片內(nèi)部的故障點(diǎn),為半導(dǎo)體技術(shù)持續(xù)突破保駕護(hù)航。高分辨率微光顯微鏡按需定制憑借高增益相機(jī),微光顯微鏡可敏銳檢測半導(dǎo)體因缺陷釋放的特定波長光子。
例如,當(dāng)某批芯片在測試中出現(xiàn)漏電失效時,微光顯微鏡能夠準(zhǔn)確定位具體的失效位置,為后續(xù)分析提供堅實(shí)基礎(chǔ)。通過該定位信息,工程師可結(jié)合聚焦離子束(FIB)切割技術(shù),對芯片截面進(jìn)行精細(xì)觀察,從而追溯至柵氧層缺陷或氧化工藝異常等具體問題環(huán)節(jié)。這一能力使得微光顯微鏡在半導(dǎo)體失效分析中成為定位故障點(diǎn)的重要工具,其高靈敏度的探測性能和高效的分析流程,為問題排查與解決提供了不可或缺的支撐。
在芯片研發(fā)階段,該設(shè)備可以幫助研發(fā)團(tuán)隊(duì)快速鎖定設(shè)計或工藝中的潛在隱患,避免資源浪費(fèi)和試錯成本的增加;在量產(chǎn)環(huán)節(jié),微光顯微鏡能夠及時發(fā)現(xiàn)批量性失效的源頭,為生產(chǎn)線的調(diào)整和優(yōu)化爭取寶貴時間,降低經(jīng)濟(jì)損失;在產(chǎn)品應(yīng)用階段,它還能夠?yàn)榭煽啃詥栴}的排查提供參考,輔助企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場信譽(yù)。無論是面向先進(jìn)制程的芯片研發(fā),還是成熟工藝的量產(chǎn)檢測,這套設(shè)備憑借其獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢,在失效分析流程中發(fā)揮著不可替代的作用,為半導(dǎo)體企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)和技術(shù)升級提供了有力支持。
微光顯微鏡 EMMI(Emission Microscopy)是一種利用半導(dǎo)體器件在通電運(yùn)行時產(chǎn)生的極微弱光輻射進(jìn)行成像的失效分析技術(shù)。這些光輻射并非可見光,而是源于載流子在高電場或缺陷區(qū)復(fù)合時釋放的光子,波長通常位于近紅外區(qū)域。EMMI 系統(tǒng)通過高靈敏度的冷卻型探測器(如 InGaAs 或 Si CCD)捕捉這些信號,并結(jié)合高倍率光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)亞微米級的缺陷定位。與熱成像類技術(shù)相比,EMMI 對于沒有***溫升但存在擊穿、漏電或柵氧化層損傷的缺陷檢測效果尤為突出,因?yàn)檫@些缺陷在光子發(fā)射特性上更容易被識別。這使得微光顯微鏡 EMMI 在先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)和低功耗器件的失效分析中扮演著不可替代的角色。微光顯微鏡中,光發(fā)射顯微技術(shù)通過優(yōu)化的光學(xué)系統(tǒng)與制冷型 InGaAs 探測器,可捕捉低至 pW 級的光子信號。
在芯片失效分析的流程中,失效背景調(diào)查相當(dāng)于提前設(shè)置好的“導(dǎo)航系統(tǒng)”,它能夠?yàn)榉治鋈藛T提供清晰的方向,幫助快速掌握樣品的整體情況,為后續(xù)環(huán)節(jié)奠定可靠基礎(chǔ)。
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(jié)構(gòu)、工作原理和設(shè)計目標(biāo)上都可能存在較大差異,因此型號的收集與確認(rèn)是所有分析工作的起點(diǎn)。緊隨其后的是應(yīng)用場景的梳理。
無論芯片是應(yīng)用于消費(fèi)電子、工業(yè)控制還是航空航天等領(lǐng)域,使用環(huán)境和運(yùn)行負(fù)荷都會不同,這些條件會直接影響失效表現(xiàn)及其可能原因。 在電路調(diào)試中,微光顯微鏡能直觀呈現(xiàn)電流異常區(qū)域。低溫?zé)嵛⒐怙@微鏡用戶體驗(yàn)
微光顯微鏡通過圖像處理疊加信號圖與背景圖,精確定位發(fā)光點(diǎn)位置。無損微光顯微鏡品牌
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(fā)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(chǎn)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(fā)射顯微成像EmissionMicroscopy)是利用芯片在失效時(如PN結(jié)擊穿、漏電)會產(chǎn)生微弱的光發(fā)射現(xiàn)象(多為近紅外光),通過光電探測器捕捉這類自發(fā)光信號來確定失效點(diǎn)。更敏感于電性失效,如ESD擊穿、閂鎖等。無損微光顯微鏡品牌