微光顯微鏡下可以產生亮點的缺陷,
如:1.漏電結(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樣品本身的亮點,
如:1.Saturated/Activebipolartransistors;2.SaturatedMOS/DynamicCMOS;3.Forwardbiaseddiodes/Reverse;等
出現亮點時應注意區分是否為這些情況下產生的亮點另外也會出現偵測不到亮點的情況,
如:1.歐姆接觸;2.金屬互聯短路;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光,且需要減薄及拋光處理。 紅外成像可以不破壞芯片封裝,嘗試定位未開封芯片失效點并區分其在封裝還是 Die 內部,利于評估芯片質量。IC微光顯微鏡分析
在半導體 MEMS 器件檢測領域,微光顯微鏡憑借其超靈敏的感知能力,展現出不可替代的技術價值。MEMS 器件的結構往往以微米級尺度存在,這些微小部件在運行過程中會產生極其微弱的紅外輻射變化 —— 這種信號強度常低于常規檢測設備的感知閾值,卻能被微光顯微鏡及時捕捉。通過先進的光電轉換與信號放大技術,微光設備將捕捉到的紅外輻射信號轉化為直觀的動態圖像。通過圖像分析工具,可量化提取結構的位移幅度、振動頻率等關鍵參數。這種檢測方式突破了傳統接觸式測量對微結構的干擾問題。工業檢測微光顯微鏡批量定制當金屬層遮擋導致 OBIRCH 等無法偵測故障時,微光顯微鏡可進行補充檢測。
失效背景調查就像是為芯片失效分析開啟 “導航系統”,能幫助分析人員快速了解芯片的基本情況,為后續工作奠定基礎。收集芯片型號是首要任務,不同型號的芯片在結構、功能和特性上存在差異,這是開展分析的基礎信息。同時,了解芯片的應用場景也不可或缺,是用于消費電子、工業控制還是航空航天等領域,不同的應用場景對芯片的性能要求不同,失效原因也可能大相徑庭。
失效模式的收集同樣關鍵,短路、漏電、功能異常等不同的失效模式,指向的潛在問題各不相同。比如短路可能是由于內部線路故障,而漏電則可能與芯片的絕緣性能有關。失效比例的統計也有重要意義,如果同一批次芯片失效比例較高,可能暗示著設計缺陷或制程問題;如果只是個別芯片失效,那么應用不當的可能性相對較大。
需要失效分析檢測樣品,我們一般會在提前做好前期的失效背景調查和電性能驗證工作,能夠為整個失效分析過程找準方向、提供依據,從而更高效、準確地找出芯片失效的原因。
1.失效背景調查收集芯片型號、應用場景、失效模式(如短路、漏電、功能異常等)、失效比例、使用環境(溫度、濕度、電壓)等。確認失效是否可復現,區分設計缺陷、制程問題或應用不當(如過壓、ESD)。
2.電性能驗證使用自動測試設備(ATE)或探針臺(ProbeStation)復現失效,記錄關鍵參數(如I-V曲線、漏電流、閾值電壓偏移)。對比良品與失效芯片的電特性差異,縮小失效區域(如特定功能模塊)。 其內置的圖像分析軟件,可測量亮點尺寸與亮度,為量化評估缺陷嚴重程度提供數據。
微光顯微鏡無法檢測不產生光子的失效(如歐姆接觸、金屬短路),且易受強光環境干擾;熱紅外顯微鏡則難以識別無明顯溫度變化的失效(如輕微漏電但功耗極低的缺陷),且溫度信號可能受環境熱傳導影響。
實際分析中,二者常結合使用,通過 “光 - 熱” 信號交叉驗證,提升失效定位的準確性。致晟光電在技術創新的征程中,實現了一項突破性成果 —— 將熱紅外顯微鏡與微光顯微鏡集可以集成于一臺設備,只需一次采購,便可以節省了重復的硬件投入。 通過調節探測靈敏度,它能適配不同漏電流大小的檢測需求,靈活應對多樣的檢測場景。廠家微光顯微鏡成像儀
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光信息,便于關聯材料的結構與電氣缺陷。IC微光顯微鏡分析
這一技術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結邊緣缺陷等),更能在芯片量產階段實現潛在漏電問題的早期篩查,為采取針對性修復措施(如優化工藝參數、改進封裝設計)提供依據,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,發現部分芯片的邊角區域存在持續穩定的微弱光信號。結合芯片的版圖設計與工藝參數分析,確認該區域的NMOS晶體管因柵氧層局部厚度不足導致漏電。技術團隊據此對這批次芯片進行篩選,剔除了存在漏電隱患的產品,有效避免了缺陷芯片流入市場后可能引發的設備功耗異常、發熱甚至燒毀等風險。IC微光顯微鏡分析