当芯片内部存在漏电缺陷,如结漏电、氧化层漏电时,电子-空穴对复合会释放光子,微光显微镜(EMMI)能捕捉并定位。对于载流子复合异常情况,像闩锁效应、热电子效应引发的失效,以及器件在饱和态晶体管、正向偏置二极管等工作状态下的固有发光,它也能有效探测,为这类与光子释放相关的失效提供关键分析依据。
而热红外显微镜则主要用于排查与热量异常相关的芯片问题。金属互联短路、电源与地短接会导致局部过热,其可通过检测红外辐射差异定位。对于高功耗区域因设计缺陷引发的电流集中导致的热分布异常,以及封装或散热结构失效造成的整体温度异常等情况,它能生成温度分布图像,助力找出热量异常根源。 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。科研用微光显微镜分析
为了让客户对设备品质有更直观的了解,我们大力支持现场验货。您可以亲临我们的实验室,近距离观察设备的外观细节,亲身操作查验设备的运行性能、精度等关键指标。每一台设备都经过严格的出厂检测,我们敢于将品质摆在您眼前,让您在采购前就能对设备的实际状况了然于胸,消除后顾之忧。一位来自汽车零部件厂商的客户分享道:“之前采购设备总担心实际性能和描述有差距,在致晟光电现场验货时,工作人员耐心陪同我们测试,设备的精度和稳定性都超出预期,这下采购心里踏实多了。”科研用微光显微镜分析升级后的冷却系统,能减少设备自身热噪声,让对微弱光子的探测更灵敏,提升检测下限。
微光显微镜的原理是探测光子发射。它通过高灵敏度的光学系统捕捉芯片内部因电子 - 空穴对(EHP)复合产生的微弱光子(如 P-N 结漏电、热电子效应等过程中的发光),进而定位失效点。其探测对象是光信号,且多针对可见光至近红外波段的光子。热红外显微镜则基于红外辐射测温原理工作。芯片运行时,失效区域(如短路、漏电点)会因能量损耗异常产生局部升温,其释放的红外辐射强度与温度正相关。设备通过检测不同区域的红外辐射差异,生成温度分布图像,以此定位发热异常点,探测对象是热信号(红外波段辐射)。
在微光显微镜(EMMI) 操作过程中,当对样品施加合适的电压时,其失效点会由于载流子加速散射或电子-空穴对复合效应而发射特定波长的光子。这些光子经过采集和图像处理后,可以形成一张信号图。随后,取消施加在样品上的电压,在未供电的状态下采集一张背景图。再通过将信号图与背景图进行叠加处理,就可以精确地定位发光点的位置,实现对失效点的精确定位。进一步地,为了提升定位的准确性,可采用多种图像处理技术进行优化。例如,通过滤波算法去除背景噪声,增强信号图的信噪比;利用边缘检测技术,突出显示发光点的边缘特征,从而提高定位精度。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。
OBIRCH与EMMI技术在集成电路失效分析领域中扮演着互补的角色,其主要差异体现在检测原理及应用领域。具体而言,EMMI技术通过光子检测手段来精确定位漏电或发光故障点,而OBIRCH技术则依赖于激光诱导电阻变化来识别短路或阻值异常区域。这两种技术通常被整合于同一检测系统(即PEM系统)中,其中EMMI技术在探测光子发射类缺陷,如漏电流方面表现出色,而OBIRCH技术则对金属层遮蔽下的短路现象具有更高的敏感度。例如,EMMI技术能够有效检测未开封芯片中的失效点,而OBIRCH技术则能有效解决低阻抗(<10 ohm)短路问题。热电子与晶格相互作用及闩锁效应发生时也会产生光子,在显微镜下呈现亮点。低温热微光显微镜按需定制
它尝试通过金属层边缘等位置的光子来定位故障点,解决了复杂的检测难题。科研用微光显微镜分析
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。 科研用微光显微镜分析