在半導(dǎo)體芯片的精密檢測領(lǐng)域,微光顯微鏡與熱紅外顯微鏡如同兩把功能各異的 “利劍”,各自憑借獨(dú)特的技術(shù)原理與應(yīng)用優(yōu)勢,在芯片質(zhì)量管控與失效分析中發(fā)揮著不可替代的作用。二者雖同服務(wù)于芯片檢測,但在邏輯與適用場景上的差異,使其成為互補(bǔ)而非替代的檢測組合。從技術(shù)原理來看,兩者的 “探測語言” 截然不同。
微光顯微鏡是 “光子的捕捉者”,其重心在于高靈敏度的光子傳感器,能夠捕捉芯片內(nèi)部因電性能異常釋放的微弱光信號(hào) —— 這些信號(hào)可能來自 PN 結(jié)漏電時(shí)的電子躍遷,或是柵氧擊穿瞬間的能量釋放,波長多集中在可見光至近紅外范圍。
我司微光顯微鏡分析 PCB/PCBA 失效元器件周圍光子,可判斷其是否失效及類型位置,提高維修效率、降低成本。無損微光顯微鏡24小時(shí)服務(wù)
當(dāng)芯片內(nèi)部存在漏電缺陷,如結(jié)漏電、氧化層漏電時(shí),電子-空穴對(duì)復(fù)合會(huì)釋放光子,微光顯微鏡(EMMI)能捕捉并定位。對(duì)于載流子復(fù)合異常情況,像閂鎖效應(yīng)、熱電子效應(yīng)引發(fā)的失效,以及器件在飽和態(tài)晶體管、正向偏置二極管等工作狀態(tài)下的固有發(fā)光,它也能有效探測,為這類與光子釋放相關(guān)的失效提供關(guān)鍵分析依據(jù)。
而熱紅外顯微鏡則主要用于排查與熱量異常相關(guān)的芯片問題。金屬互聯(lián)短路、電源與地短接會(huì)導(dǎo)致局部過熱,其可通過檢測紅外輻射差異定位。對(duì)于高功耗區(qū)域因設(shè)計(jì)缺陷引發(fā)的電流集中導(dǎo)致的熱分布異常,以及封裝或散熱結(jié)構(gòu)失效造成的整體溫度異常等情況,它能生成溫度分布圖像,助力找出熱量異常根源。 半導(dǎo)體失效分析微光顯微鏡用戶體驗(yàn)分析低阻抗短路時(shí),微光顯微鏡可用于未開蓋樣品測試,還能定位大型 PCB 上金屬線路及元器件失效點(diǎn)。
致晟光電 RTTLIT E20 微光顯微分析系統(tǒng)(EMMI)是一款專為半導(dǎo)體器件漏電缺陷檢測量身打造的高精度檢測設(shè)備。該系統(tǒng)搭載先進(jìn)的 - 80℃制冷型 InGaAs 探測器與高分辨率顯微物鏡,憑借超高檢測靈敏度,可捕捉器件在微弱漏電流信號(hào)下產(chǎn)生的極微弱微光。通過超高靈敏度成像技術(shù),設(shè)備能快速定位漏電缺陷并開展深度分析,為工程師優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提升產(chǎn)品可靠性提供關(guān)鍵支持,進(jìn)而為半導(dǎo)體器件的質(zhì)量控制與失效分析環(huán)節(jié)提供安全可靠的解決方案。
可探測到亮點(diǎn)的情況
一、由缺陷導(dǎo)致的亮點(diǎn)結(jié)漏電(Junction Leakage)接觸毛刺(Contact Spiking)熱電子效應(yīng)(Hot Electrons)閂鎖效應(yīng)(Latch-Up)氧化層漏電(Gate Oxide Defects / Leakage (F-N Current))多晶硅晶須(Poly-silicon Filaments)襯底損傷(Substrate Damage)物理損傷(Mechanical Damage)等。
二、器件本身固有的亮點(diǎn)飽和 / 有源狀態(tài)的雙極晶體管(Saturated/Active Bipolar Transistors)飽和狀態(tài)的 MOS 管 / 動(dòng)態(tài) CMOS(Saturated MOS/Dynamic CMOS)正向偏置二極管 / 反向偏置二極管(擊穿狀態(tài))(Forward Biased Diodes / Reverse Biased Diodes (Breakdown))等。 我司微光顯微鏡探測芯片封裝打線及內(nèi)部線路短路產(chǎn)生的光子,快速定位短路位置,優(yōu)勢獨(dú)特。
這一技術(shù)不僅有助于快速定位漏電根源(如特定晶體管的柵氧擊穿、PN結(jié)邊緣缺陷等),更能在芯片量產(chǎn)階段實(shí)現(xiàn)潛在漏電問題的早期篩查,為采取針對(duì)性修復(fù)措施(如優(yōu)化工藝參數(shù)、改進(jìn)封裝設(shè)計(jì))提供依據(jù),從而提升芯片的長期可靠性。例如,某批次即將交付的電源管理芯片在出廠前的EMMI抽檢中,發(fā)現(xiàn)部分芯片的邊角區(qū)域存在持續(xù)穩(wěn)定的微弱光信號(hào)。結(jié)合芯片的版圖設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)分析,確認(rèn)該區(qū)域的NMOS晶體管因柵氧層局部厚度不足導(dǎo)致漏電。技術(shù)團(tuán)隊(duì)據(jù)此對(duì)這批次芯片進(jìn)行篩選,剔除了存在漏電隱患的產(chǎn)品,有效避免了缺陷芯片流入市場后可能引發(fā)的設(shè)備功耗異常、發(fā)熱甚至燒毀等風(fēng)險(xiǎn)。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。非制冷微光顯微鏡批量定制
我司自主研發(fā)的桌面級(jí)設(shè)備其緊湊的機(jī)身設(shè)計(jì),可節(jié)省實(shí)驗(yàn)室空間,適合在小型研發(fā)機(jī)構(gòu)或生產(chǎn)線上靈活部署。無損微光顯微鏡24小時(shí)服務(wù)
失效分析是指通過系統(tǒng)的檢測、實(shí)驗(yàn)和分析手段,探究產(chǎn)品或器件在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用過程中出現(xiàn)故障、性能異?;蚴У母驹颍M(jìn)而提出改進(jìn)措施以預(yù)防同類問題再次發(fā)生的技術(shù)過程。它是連接產(chǎn)品問題與解決方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié),**在于精細(xì)定位失效根源,而非*關(guān)注表面現(xiàn)象。在半導(dǎo)體行業(yè),失效分析具有不可替代的應(yīng)用價(jià)值,貫穿于芯片從研發(fā)到量產(chǎn)的全生命周期。
在研發(fā)階段,針對(duì)原型芯片的失效問題(如邏輯錯(cuò)誤、漏電、功耗過高等),通過微光顯微鏡、探針臺(tái)等設(shè)備進(jìn)行失效點(diǎn)定位,結(jié)合電路仿真、材料分析等手段,可追溯至設(shè)計(jì)缺陷(如布局不合理、時(shí)序錯(cuò)誤)或工藝參數(shù)偏差,為芯片設(shè)計(jì)優(yōu)化提供直接依據(jù);在量產(chǎn)環(huán)節(jié),當(dāng)出現(xiàn)批量性失效時(shí),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(zhì)量波動(dòng),幫助生產(chǎn)線及時(shí)調(diào)整參數(shù),降低報(bào)廢率;在應(yīng)用端,針對(duì)芯片在終端設(shè)備(如手機(jī)、汽車電子)中出現(xiàn)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(jī)理分析,可推動(dòng)芯片在封裝設(shè)計(jì)、材料選擇上的改進(jìn),提升產(chǎn)品在復(fù)雜工況下的穩(wěn)定性。 無損微光顯微鏡24小時(shí)服務(wù)