可探测到亮点的情况
一、由缺陷导致的亮点结漏电(Junction Leakage)接触毛刺(Contact Spiking)热电子效应(Hot Electrons)闩锁效应(Latch-Up)氧化层漏电(Gate Oxide Defects / Leakage (F-N Current))多晶硅晶须(Poly-silicon Filaments)衬底损伤(Substrate Damage)物理损伤(Mechanical Damage)等。
二、器件本身固有的亮点饱和 / 有源状态的双极晶体管(Saturated/Active Bipolar Transistors)饱和状态的 MOS 管 / 动态 CMOS(Saturated MOS/Dynamic CMOS)正向偏置二极管 / 反向偏置二极管(击穿状态)(Forward Biased Diodes / Reverse Biased Diodes (Breakdown))等。 在超导芯片检测中,可捕捉超导态向正常态转变时的异常发光,助力超导器件的性能优化。IC微光显微镜应用
这一技术不仅有助于快速定位漏电根源(如特定晶体管的栅氧击穿、PN结边缘缺陷等),更能在芯片量产阶段实现潜在漏电问题的早期筛查,为采取针对性修复措施(如优化工艺参数、改进封装设计)提供依据,从而提升芯片的长期可靠性。例如,某批次即将交付的电源管理芯片在出厂前的EMMI抽检中,发现部分芯片的边角区域存在持续稳定的微弱光信号。结合芯片的版图设计与工艺参数分析,确认该区域的NMOS晶体管因栅氧层局部厚度不足导致漏电。技术团队据此对这批次芯片进行筛选,剔除了存在漏电隐患的产品,有效避免了缺陷芯片流入市场后可能引发的设备功耗异常、发热甚至烧毁等风险。工业检测微光显微镜探测器当金属层遮挡导致 OBIRCH 等无法侦测故障时,微光显微镜可进行补充检测。
在半导体芯片漏电检测中,微光显微镜为工程师快速锁定问题位置提供了关键支撑。当芯片施加工作偏压时,设备即刻启动检测模式 —— 此时漏电区域因焦耳热效应会释放微弱的红外辐射,即便辐射功率为 1 微瓦,高灵敏度探测器也能捕捉到这一极微弱信号。这种检测方式的在于,通过热成像技术将漏电点的红外辐射转化为可视化热图,再与电路版图进行叠加分析,可实现漏电点的微米级精确定位。相较于传统检测手段,微光设备无需拆解芯片即可完成非接触式检测,既避免了对芯片的二次损伤,又能在不干扰正常电路工作的前提下,捕捉到漏电区域的细微热信号。
半导体企业购入微光显微镜设备,是提升自身竞争力的关键举措,原因在于芯片测试需要找到问题点 —— 失效分析。失效分析能定位芯片设计缺陷、制造瑕疵或可靠性问题,直接决定产品良率与市场口碑。微光显微镜凭借高灵敏度的光子探测能力,可捕捉芯片内部微弱发光信号,高效识别漏电、热失控等隐性故障,为优化生产工艺、提升芯片性能提供关键数据支撑。在激烈的市场竞争中,快速完成失效分析意味着缩短研发周期、降低返工成本,同时通过提升产品可靠性巩固客户信任,这正是半导体企业在技术迭代与市场争夺中保持优势的逻辑。其内置的图像分析软件,可测量亮点尺寸与亮度,为量化评估缺陷严重程度提供数据。
微光显微镜下可以产生亮点的缺陷,
如:1.漏电结(JunctionLeakage);2.接触毛刺(Contactspiking);3.热电子效应(Hotelectrons);4.闩锁效应(Latch-Up);5.氧化层漏电(Gateoxidedefects/Leakage(F-Ncurrent));6.多晶硅晶须(Poly-siliconfilaments);7.衬底损伤(Substratedamage);8.物理损伤(Mechanicaldamage)等。
当然,部分情况下也会出现样品本身的亮点,
如:1.Saturated/Activebipolartransistors;2.SaturatedMOS/DynamicCMOS;3.Forwardbiaseddiodes/Reverse;等
出现亮点时应注意区分是否为这些情况下产生的亮点另外也会出现侦测不到亮点的情况,
如:1.欧姆接触;2.金属互联短路;3.表面反型层;4.硅导电通路等。
若一些亮点被遮蔽的情况,即为BuriedJunctions及Leakagesitesundermetal,这种情况可以尝试采用backside模式,但是只能探测近红外波段的发光,且需要减薄及抛光处理。 针对光器件,能定位光波导中因损耗产生的发光点,为优化光子器件的传输性能、降低损耗提供关键数据。红外光谱微光显微镜功能
微光显微镜可搭配偏振光附件,分析样品的偏振特性,为判断晶体缺陷方向提供独特依据,丰富检测维度。IC微光显微镜应用
微光显微镜技术特性差异
探测灵敏度方向:EMMI 追求对微弱光子的高灵敏度(可检测单光子级别信号),需配合暗场环境减少干扰;热红外显微镜则强调温度分辨率(部分设备可达 0.01℃),需抑制环境热噪声。
空间分辨率:EMMI 的分辨率受光学系统和光子波长限制,通常在微米级;热红外显微镜的分辨率与红外波长、镜头数值孔径相关,一般略低于 EMMI,但更注重大面积热分布的快速成像。
样品处理要求:EMMI 对部分遮蔽性失效(如金属下方漏电)需采用背面观测模式,可能需要减薄、抛光样品;
处理要求:热红外显微镜可透过封装材料(如陶瓷、塑料)探测,对样品破坏性较小,更适合非侵入式初步筛查。 IC微光显微镜应用
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