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(jīng)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(xiàn)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。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。制冷微光顯微鏡分析
挑選適配自身的微光顯微鏡 EMMI,關鍵在于明確需求、考量性能與評估預算。先梳理應用場景,若聚焦半導體失效分析,需關注能否定位漏電結(jié)、閂鎖效應等缺陷產(chǎn)生的光子;性能層面,探測器是主要考察對象,像 -80℃制冷型 InGaAs 探測器,靈敏度高、波長檢測范圍廣(900 - 1700nm),能捕捉更微弱信號;物鏡分辨率也重要,高分辨率物鏡可清晰呈現(xiàn)微小失效點。操作便捷性也不容忽視,軟件界面友好、具備自動聚焦等功能,能提升工作效率。預算方面,進口設備價格高昂,國產(chǎn)設備性價比優(yōu)勢凸顯,如部分國產(chǎn)品牌雖價格低 30% 以上,但性能與進口相當,還能提供及時售后??傊C合這些因素,多對比不同品牌、型號設備,才能選到契合自身的 EMMI 。無損微光顯微鏡選購指南配備的自動對焦系統(tǒng),能快速鎖定檢測區(qū)域,減少人工操作時間,提高檢測效率。
柵氧化層缺陷顯微鏡發(fā)光技術定位的失效問題中,薄氧化層擊穿現(xiàn)象尤為關鍵。然而,當多晶硅與阱的摻雜類型一致時,擊穿并不必然伴隨著空間電荷區(qū)的形成。關于其發(fā)光機制的解釋如下:當電流密度達到足夠高的水平時,會在失效區(qū)域產(chǎn)生的電壓降。該電壓降進而引起顯微鏡光譜區(qū)內(nèi)的場加速載流子散射發(fā)光現(xiàn)象。值得注意的是,部分發(fā)光點表現(xiàn)出不穩(wěn)定性,會在一段時間后消失。這一現(xiàn)象可歸因于局部電流密度的升高導致?lián)舸﹨^(qū)域熔化,進而擴大了擊穿區(qū)域,使得電流密度降低。
微光顯微鏡(EMMI)無法探測到亮點的情況:
一、不會產(chǎn)生亮點的故障有歐姆接觸(OhmicContact)金屬互聯(lián)短路(MetalInterconnectShort)表面反型層(SurfaceInversionLayer)硅導電通路(SiliconConductingPath)等。
二、亮點被遮蔽的情況有掩埋結(jié)(BuriedJunctions)及金屬下方的漏電點(LeakageSitesunderMetal)。此類情況可采用背面觀測模式(backsidemode),但該模式*能探測近紅外波段的發(fā)光,且需對樣品進行減薄及拋光處理等。 在超導芯片檢測中,可捕捉超導態(tài)向正常態(tài)轉(zhuǎn)變時的異常發(fā)光,助力超導器件的性能優(yōu)化。
微光顯微鏡下可以產(chǎn)生亮點的缺陷,
如:1.漏電結(jié)(JunctionLeakage);2.接觸毛刺(Contactspiking);3.熱電子效應(Hotelectrons);4.閂鎖效應(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.物理損傷(Mechanicaldamage)等。
當然,部分情況下也會出現(xiàn)樣品本身的亮點,
如:1.Saturated/Activebipolartransistors;2.SaturatedMOS/DynamicCMOS;3.Forwardbiaseddiodes/Reverse;等
出現(xiàn)亮點時應注意區(qū)分是否為這些情況下產(chǎn)生的亮點另外也會出現(xiàn)偵測不到亮點的情況,
如:1.歐姆接觸;2.金屬互聯(lián)短路;3.表面反型層;4.硅導電通路等。
若一些亮點被遮蔽的情況,即為BuriedJunctions及Leakagesitesundermetal,這種情況可以嘗試采用backside模式,但是只能探測近紅外波段的發(fā)光,且需要減薄及拋光處理。 靜電放電破壞半導體器件時,微光顯微鏡偵測其光子可定位故障點,助分析原因程度。制冷微光顯微鏡分析
漏電結(jié)和接觸毛刺會產(chǎn)生亮點,這些亮點產(chǎn)生的光子能被微光顯微鏡捕捉到。制冷微光顯微鏡分析
致晟光電將熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI)與微光顯微鏡 (EMMI) 集成的設備,在維護成本控制上展現(xiàn)出優(yōu)勢。對于分開的兩臺設備,企業(yè)需配備專門人員分別學習兩套系統(tǒng)的維護知識,培訓內(nèi)容涵蓋不同的機械結(jié)構(gòu)、光學原理、軟件操作,還包括各自的故障診斷邏輯與校準流程,往往需要數(shù)月的系統(tǒng)培訓才能確保人員熟練操作,期間產(chǎn)生的培訓費用、時間成本居高不下。而使用一套集成設備只需一套維護體系,維護人員只需掌握一套系統(tǒng)的維護邏輯與操作規(guī)范,無需在兩套差異化的設備間切換學習,培訓周期可縮短近一半,大幅降低了培訓方面的人力與資金投入。
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