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非制冷微光显微镜工作原理

来源: 发布时间:2025-07-17

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。通过与光谱仪联用,可分析光子的光谱信息,为判断缺陷类型提供更多依据,增强分析的全面性。非制冷微光显微镜工作原理

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需要失效分析检测样品,我们一般会在提前做好前期的失效背景调查和电性能验证工作,能够为整个失效分析过程找准方向、提供依据,从而更高效、准确地找出芯片失效的原因。

1.失效背景调查收集芯片型号、应用场景、失效模式(如短路、漏电、功能异常等)、失效比例、使用环境(温度、湿度、电压)等。确认失效是否可复现,区分设计缺陷、制程问题或应用不当(如过压、ESD)。

2.电性能验证使用自动测试设备(ATE)或探针台(ProbeStation)复现失效,记录关键参数(如I-V曲线、漏电流、阈值电压偏移)。对比良品与失效芯片的电特性差异,缩小失效区域(如特定功能模块)。

芯片制造工艺复杂精密,从设计到量产的每一个环节都可能潜藏缺陷,而失效分析作为测试流程的重要一环,是拦截不合格产品、追溯问题根源的 “守门人”。微光显微镜凭借其高灵敏度的光子探测技术,能够捕捉到芯片内部因漏电、热失控等故障产生的微弱发光信号,定位微米级甚至纳米级的缺陷。这种检测能力,能帮助企业快速锁定问题所在 —— 无论是设计环节的逻辑漏洞,还是制造过程中的材料杂质、工艺偏差,都能被及时发现。这意味着企业可以针对性地优化生产工艺、改进设计方案,从而提升芯片良率。在当前芯片制造成本居高不下的背景下,良率的提升直接转化为生产成本的降低,让企业在价格竞争中占据更有利的位置。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。

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漏电是芯片另一种常见的失效模式,其诱因复杂多样,既可能源于晶体管长期工作后的老化衰减,也可能由氧化层存在裂纹等缺陷引发。

与短路类似,芯片内部发生漏电时,漏电路径中会伴随微弱的光发射现象——这种光信号的强度往往远低于短路产生的光辐射,对检测设备的灵敏度提出了极高要求。EMMI凭借其的微光探测能力,能够捕捉到漏电产生的极微弱光信号。通过对芯片进行全域扫描,可将漏电区域以可视化图像的形式清晰呈现,使工程师能直观识别漏电位置与分布特征。


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。自销微光显微镜图像分析

漏电结和接触毛刺会产生亮点,这些亮点产生的光子能被微光显微镜捕捉到。非制冷微光显微镜工作原理

在半导体芯片的精密检测领域,微光显微镜与热红外显微镜如同两把功能各异的 “利剑”,各自凭借独特的技术原理与应用优势,在芯片质量管控与失效分析中发挥着不可替代的作用。二者虽同服务于芯片检测,但在逻辑与适用场景上的差异,使其成为互补而非替代的检测组合。从技术原理来看,两者的 “探测语言” 截然不同。

微光显微镜是 “光子的捕捉者”,其重心在于高灵敏度的光子传感器,能够捕捉芯片内部因电性能异常释放的微弱光信号 —— 这些信号可能来自 PN 结漏电时的电子跃迁,或是栅氧击穿瞬间的能量释放,波长多集中在可见光至近红外范围。


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