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(fā)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(tài)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(fā)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(yōu)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(fā)光點的邊緣特征,從而提高定位精度。氧化層漏電及多晶硅晶須引發(fā)電流異常時,會產生光子,使微光顯微鏡下出現亮點。半導體失效分析微光顯微鏡范圍
微光顯微鏡的原理是探測光子發(fā)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(fā)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(qū)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(qū)域的紅外輻射差異,生成溫度分布圖像,以此定位發(fā)熱異常點,探測對象是熱信號(紅外波段輻射)。半導體失效分析微光顯微鏡范圍針對接面漏電,我司微光顯微鏡能偵測其光子定位位置,利于篩選不良品,為改進半導體制造工藝提供數據。
相較于傳統微光顯微鏡,InGaAs(銦鎵砷)微光顯微鏡在檢測先進制程組件微小尺寸組件的缺陷方面具有更高的適用性。其原因在于,較小尺寸的組件通常需要較低的操作電壓,這導致熱載子激發(fā)的光波長增長。InGaAs微光顯微鏡特別適合于檢測先進制程產品中的亮點和熱點(HotSpot)定位。InGaAs微光顯微鏡與傳統EMMI在應用上具有相似性,但InGaAs微光顯微鏡在以下方面展現出優(yōu)勢:
1.偵測到缺陷所需時間為傳統EMMI的1/5~1/10;
2.能夠偵測到微弱電流及先進制程中的缺陷;
3.能夠偵測到較輕微的MetalBridge缺陷;
4.針對芯片背面(Back-Side)的定位分析中,紅外光對硅基板具有較高的穿透率。
例如,當某批芯片在測試中發(fā)現漏電失效時,我們的微光顯微鏡能定位到具體的失效位置,為后續(xù)通過聚焦離子束(FIB)切割進行截面分析、追溯至柵氧層缺陷及氧化工藝異常等環(huán)節(jié)提供關鍵前提。可以說,我們的設備是半導體行業(yè)失效分析中定位失效點的工具,其的探測能力和高效的分析效率,為后續(xù)問題的解決奠定了不可或缺的基礎。
在芯片研發(fā)階段,它能幫助研發(fā)人員快速鎖定設計或工藝中的隱患,避免資源的無效投入;在量產過程中,它能及時發(fā)現批量性失效的源頭,為生產線調整爭取寶貴時間,降低損失;在產品應用端,它能為可靠性問題的排查提供方向,助力企業(yè)提升產品質量和市場口碑。無論是先進制程的芯片研發(fā),還是成熟工藝的量產檢測,我們的設備都以其獨特的技術優(yōu)勢,成為失效分析流程中無法替代的關鍵一環(huán),為半導體企業(yè)的高效運轉和技術升級提供有力支撐。 通過與光譜儀聯用,可分析光子的光譜信息,為判斷缺陷類型提供更多依據,增強分析的全面性。
定位短路故障點短路是造成芯片失效的關鍵誘因之一。
當芯片內部電路發(fā)生短路時,短路區(qū)域會形成異常電流通路,引發(fā)局部溫度驟升,并伴隨特定波長的光發(fā)射現象。EMMI(微光顯微鏡)憑借其超高靈敏度,能夠捕捉這些由短路產生的微弱光信號,再通過對光信號的強度分布、空間位置等特征進行綜合分析,可實現對短路故障點的精確定位。
以一款高性能微處理器芯片為例,其在測試中出現不明原因的功耗激增問題,技術人員初步判斷為內部電路存在短路隱患。通過EMMI對芯片進行全域掃描檢測,在極短時間內便在芯片的某一特定功能模塊區(qū)域發(fā)現了光發(fā)射信號。結合該芯片的電路設計圖紙和版圖信息進行深入分析,終鎖定故障點為兩條相鄰的鋁金屬布線之間因絕緣層破損而發(fā)生的短路。這一定位為后續(xù)的故障修復和工藝改進提供了直接依據。 與原子力顯微鏡聯用時,微光顯微鏡可同步獲取樣品的表面形貌和發(fā)光信息,便于關聯材料的結構與電氣缺陷。無損微光顯微鏡性價比
微光顯微鏡支持寬光譜探測模式,探測范圍從紫外延伸至近紅外,能滿足不同材料的光子檢測,適用范圍更廣。半導體失效分析微光顯微鏡范圍
失效分析是指通過系統的檢測、實驗和分析手段,探究產品或器件在設計、生產、使用過程中出現故障、性能異;蚴У母驹,進而提出改進措施以預防同類問題再次發(fā)生的技術過程。它是連接產品問題與解決方案的關鍵環(huán)節(jié),**在于精細定位失效根源,而非*關注表面現象。在半導體行業(yè),失效分析具有不可替代的應用價值,貫穿于芯片從研發(fā)到量產的全生命周期。
在研發(fā)階段,針對原型芯片的失效問題(如邏輯錯誤、漏電、功耗過高等),通過微光顯微鏡、探針臺等設備進行失效點定位,結合電路仿真、材料分析等手段,可追溯至設計缺陷(如布局不合理、時序錯誤)或工藝參數偏差,為芯片設計優(yōu)化提供直接依據;在量產環(huán)節(jié),當出現批量性失效時,失效分析能快速判斷是光刻、蝕刻等制程工藝的穩(wěn)定性問題,還是原材料(如晶圓、光刻膠)的質量波動,幫助生產線及時調整參數,降低報廢率;在應用端,針對芯片在終端設備(如手機、汽車電子)中出現的可靠性失效(如高溫環(huán)境下性能衰減、長期使用后的老化失效),通過環(huán)境模擬測試、失效機理分析,可推動芯片在封裝設計、材料選擇上的改進,提升產品在復雜工況下的穩(wěn)定性。 半導體失效分析微光顯微鏡范圍