在微光顯微鏡(EMMI) 操作過(guò)程中,當(dāng)對(duì)樣品施加合適的電壓時(shí),其失效點(diǎn)會(huì)由于載流子加速散射或電子-空穴對(duì)復(fù)合效應(yīng)而發(fā)射特定波長(zhǎng)的光子。這些光子經(jīng)過(guò)采集和圖像處理后,可以形成一張信號(hào)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(guò)將信號(hào)圖與背景圖進(jìn)行疊加處理,就可以精確地定位發(fā)光點(diǎn)的位置,實(shí)現(xiàn)對(duì)失效點(diǎn)的精確定位。進(jìn)一步地,為了提升定位的準(zhǔn)確性,可采用多種圖像處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。例如,通過(guò)濾波算法去除背景噪聲,增強(qiáng)信號(hào)圖的信噪比;利用邊緣檢測(cè)技術(shù),突出顯示發(fā)光點(diǎn)的邊緣特征,從而提高定位精度。但歐姆接觸和部分金屬互聯(lián)短路時(shí),產(chǎn)生的光子十分微弱,難以被微光顯微鏡偵測(cè)到,借助近紅外光進(jìn)行檢測(cè)。??蒲杏梦⒐怙@微鏡平臺(tái)
微光顯微鏡下可以產(chǎn)生亮點(diǎn)的缺陷,
如:1.漏電結(jié)(JunctionLeakage);2.接觸毛刺(Contactspiking);3.熱電子效應(yīng)(Hotelectrons);4.閂鎖效應(yīng)(Latch-Up);5.氧化層漏電(Gateoxidedefects/Leakage(F-Ncurrent));6.多晶硅晶須(Poly-siliconfilaments);7.襯底損傷(Substratedamage);8.物理?yè)p傷(Mechanicaldamage)等。
當(dāng)然,部分情況下也會(huì)出現(xiàn)樣品本身的亮點(diǎn),
如:1.Saturated/Activebipolartransistors;2.SaturatedMOS/DynamicCMOS;3.Forwardbiaseddiodes/Reverse;等
出現(xiàn)亮點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意區(qū)分是否為這些情況下產(chǎn)生的亮點(diǎn)另外也會(huì)出現(xiàn)偵測(cè)不到亮點(diǎn)的情況,
如:1.歐姆接觸;2.金屬互聯(lián)短路;3.表面反型層;4.硅導(dǎo)電通路等。
若一些亮點(diǎn)被遮蔽的情況,即為BuriedJunctions及Leakagesitesundermetal,這種情況可以嘗試采用backside模式,但是只能探測(cè)近紅外波段的發(fā)光,且需要減薄及拋光處理。 鎖相微光顯微鏡訂制價(jià)格其內(nèi)置的圖像分析軟件,可測(cè)量亮點(diǎn)尺寸與亮度,為量化評(píng)估缺陷嚴(yán)重程度提供數(shù)據(jù)。
芯片制造工藝復(fù)雜精密,從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能潛藏缺陷,而失效分析作為測(cè)試流程的重要一環(huán),是攔截不合格產(chǎn)品、追溯問(wèn)題根源的 “守門(mén)人”。微光顯微鏡憑借其高靈敏度的光子探測(cè)技術(shù),能夠捕捉到芯片內(nèi)部因漏電、熱失控等故障產(chǎn)生的微弱發(fā)光信號(hào),定位微米級(jí)甚至納米級(jí)的缺陷。這種檢測(cè)能力,能幫助企業(yè)快速鎖定問(wèn)題所在 —— 無(wú)論是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的邏輯漏洞,還是制造過(guò)程中的材料雜質(zhì)、工藝偏差,都能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。這意味著企業(yè)可以針對(duì)性地優(yōu)化生產(chǎn)工藝、改進(jìn)設(shè)計(jì)方案,從而提升芯片良率。在當(dāng)前芯片制造成本居高不下的背景下,良率的提升直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)成本的降低,讓企業(yè)在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)更有利的位置。
OBIRCH與EMMI技術(shù)在集成電路失效分析領(lǐng)域中扮演著互補(bǔ)的角色,其主要差異體現(xiàn)在檢測(cè)原理及應(yīng)用領(lǐng)域。具體而言,EMMI技術(shù)通過(guò)光子檢測(cè)手段來(lái)精確定位漏電或發(fā)光故障點(diǎn),而OBIRCH技術(shù)則依賴于激光誘導(dǎo)電阻變化來(lái)識(shí)別短路或阻值異常區(qū)域。這兩種技術(shù)通常被整合于同一檢測(cè)系統(tǒng)(即PEM系統(tǒng))中,其中EMMI技術(shù)在探測(cè)光子發(fā)射類缺陷,如漏電流方面表現(xiàn)出色,而OBIRCH技術(shù)則對(duì)金屬層遮蔽下的短路現(xiàn)象具有更高的敏感度。例如,EMMI技術(shù)能夠有效檢測(cè)未開(kāi)封芯片中的失效點(diǎn),而OBIRCH技術(shù)則能有效解決低阻抗(<10 ohm)短路問(wèn)題。介電層漏電時(shí),微光顯微鏡可檢測(cè)其光子定位位置,保障電子器件絕緣結(jié)構(gòu)可靠,防止電路故障。
InGaAs微光顯微鏡與傳統(tǒng)微光顯微鏡在原理和功能上具有相似之處,均依賴于電子-空穴對(duì)復(fù)合產(chǎn)生的光子及熱載流子作為探測(cè)信號(hào)源。然而,InGaAs微光顯微鏡相較于傳統(tǒng)微光顯微鏡,呈現(xiàn)出更高的探測(cè)靈敏度,并且其探測(cè)波長(zhǎng)范圍擴(kuò)展至900nm至1700nm,而傳統(tǒng)微光顯微鏡的探測(cè)波長(zhǎng)范圍限于350nm至1100nm。這一特性使得InGaAs微光顯微鏡具備更更好的波長(zhǎng)檢測(cè)能力,從而拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。進(jìn)一步而言,InGaAs微光顯微鏡的這一優(yōu)勢(shì)使其在多個(gè)科研與工業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特價(jià)值。在半導(dǎo)體材料研究中,InGaAs微光顯微鏡能夠探測(cè)到更長(zhǎng)的波長(zhǎng),這對(duì)于分析材料的缺陷、雜質(zhì)以及能帶結(jié)構(gòu)等方面具有重要意義。微光顯微鏡的便攜款桌面級(jí)設(shè)計(jì),方便在生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問(wèn)題,減少不合格品流出。自銷微光顯微鏡成像
升級(jí)后的冷卻系統(tǒng),能減少設(shè)備自身熱噪聲,讓對(duì)微弱光子的探測(cè)更靈敏,提升檢測(cè)下限??蒲杏梦⒐怙@微鏡平臺(tái)
對(duì)半導(dǎo)體研發(fā)工程師而言,排查的過(guò)程層層受阻。在逐一排除外圍電路異常、生產(chǎn)工藝制程損傷等潛在因素后,若仍未找到癥結(jié),往往需要芯片原廠介入,通過(guò)剖片分析深入探究?jī)?nèi)核。
然而,受限于專業(yè)分析設(shè)備的缺乏,再加上芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)涉及機(jī)密,工程師難以深入了解其底層構(gòu)造,這就導(dǎo)致他們?cè)诿鎸?duì)原廠出具的分析報(bào)告時(shí),常常陷入 “被動(dòng)接受” 的局面 —— 既無(wú)法完全驗(yàn)證報(bào)告的細(xì)節(jié),也難以基于自身判斷提出更具針對(duì)性的疑問(wèn)或補(bǔ)充分析方向。 科研用微光顯微鏡平臺(tái)