在失效分析中,Thermal EMMI 并不是孤立使用的工具,而是與電性測試、掃描聲學(xué)顯微鏡(CSAM)、X-ray、FIB 等技術(shù)形成互補(bǔ)。通常,工程師會先通過電性測試確認(rèn)失效模式,再用 Thermal EMMI 在通電條件下定位熱點(diǎn)區(qū)域。鎖定區(qū)域后,可使用 FIB 進(jìn)行局部開窗或切片,進(jìn)一步驗(yàn)證缺陷形貌。這種“先定位、再剖片”的策略,不僅提高了分析效率,也降低了因盲剖帶來的風(fēng)險。Thermal EMMI 在這一配合體系中的價值,正是用**快速、比較低損的方法縮小分析范圍,讓后續(xù)的精細(xì)分析事半功倍。熱紅外顯微鏡儀器集成精密光學(xué)系統(tǒng)與紅外探測模塊,可實(shí)現(xiàn)對微小區(qū)域的準(zhǔn)確熱分析。顯微熱紅外顯微鏡廠家
從工作原理來看,紅外探測器可分為熱探測器與光電探測器兩大類。熱探測器利用熱電效應(yīng),將入射紅外輻射引起的溫度變化通過熱電偶轉(zhuǎn)化為電壓信號,典型**包括熱電堆、熱電探測器和熱輻射計(jì)等;光電探測器則依靠光電效應(yīng),將紅外光子直接轉(zhuǎn)化為電信號,具有響應(yīng)速度快、靈敏度高的特點(diǎn)。從材料類型來看,紅外探測器又可分為非制冷型與制冷型兩類。非制冷型以氧化釩、非晶硅等為**,主要基于紅外輻射的熱效應(yīng)工作,結(jié)構(gòu)簡單、成本較**冷型則以MCT(碲鎘汞)、InSb(銻化銦)、T2SL(Ⅱ類超晶格)等材料為主,依靠光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)高靈敏度探測,適用于高精度、長波長及弱信號的紅外成像與測量需求。 科研用熱紅外顯微鏡聯(lián)系人致晟光電是一家國產(chǎn)失效分析設(shè)備制造商,其在、有兩項(xiàng)技術(shù):Thermal 熱紅外顯微鏡 和 EMMI 微光顯微鏡。
作為專為半導(dǎo)體檢測設(shè)計(jì)的紅外熱點(diǎn)顯微鏡,它兼具高頻、高靈敏度與高分辨率優(yōu)勢。通過周期性電信號激勵與相位分析,紅外熱點(diǎn)顯微鏡能實(shí)時提取微弱紅外光譜信號,檢測mK級溫度變化——這意味著即使是芯片內(nèi)部0.1mK的微小溫差,紅外熱點(diǎn)顯微鏡也能捕捉,輕松定位內(nèi)部發(fā)熱缺陷的深度與分布。紅外熱點(diǎn)顯微鏡的無損檢測能力尤為突出。無需破壞器件,紅外熱點(diǎn)顯微鏡就能檢測功率半導(dǎo)體及IGBT缺陷,涵蓋電源電路缺陷、電流泄漏等問題,為器件設(shè)計(jì)優(yōu)化與良率提升提供數(shù)據(jù)支撐。同時,紅外熱點(diǎn)顯微鏡適配“設(shè)備-算法-應(yīng)用場景”一體化思路,不僅滿足檢測精度,更適配產(chǎn)業(yè)效率需求。
Thermal和EMMI是半導(dǎo)體失效分析中常用的兩種定位技術(shù),主要區(qū)別在于信號來源和應(yīng)用場景不同。Thermal(熱紅外顯微鏡)通過紅外成像捕捉芯片局部發(fā)熱區(qū)域,適用于分析短路、功耗異常等因電流集中引發(fā)溫升的失效現(xiàn)象,響應(yīng)快、直觀性強(qiáng)。而EMMI(微光顯微鏡)則依賴芯片在失效狀態(tài)下產(chǎn)生的微弱自發(fā)光信號進(jìn)行定位,尤其適用于分析ESD擊穿、漏電等低功耗器件中的電性缺陷。相較之下,Thermal更適合熱量明顯的故障場景,而EMMI則在熱信號不明顯但存在異常電性行為時更具優(yōu)勢。實(shí)際分析中,兩者常被集成使用,相輔相成,以實(shí)現(xiàn)失效點(diǎn)定位和問題判斷。存在缺陷或性能不佳的半導(dǎo)體器件通常會表現(xiàn)出異常的局部功耗分布,終會導(dǎo)致局部溫度增高。
在半導(dǎo)體芯片的研發(fā)與生產(chǎn)全流程中,失效分析(FailureAnalysis,FA)是保障產(chǎn)品可靠性與性能的重要環(huán)節(jié)。芯片內(nèi)部的微小缺陷,如漏電、短路、靜電損傷等,通常難以通過常規(guī)檢測手段識別,但這類缺陷可能導(dǎo)致整個芯片或下游系統(tǒng)失效。為實(shí)現(xiàn)對這類微小缺陷的精確定位,蘇州致晟光電科技有限公司研發(fā)的ThermalEMMI熱紅外顯微鏡(業(yè)界也稱之為熱發(fā)射顯微鏡),憑借針對性的技術(shù)能力滿足了這一需求,目前已成為半導(dǎo)體工程師開展失效分析工作時不可或缺的設(shè)備。
Thermal Emission microscopy system, Thermal EMMI是一種利用紅外熱輻射來檢測和分析材料表面溫度分布的技術(shù)。半導(dǎo)體失效分析熱紅外顯微鏡平臺
熱紅外顯微鏡原理基于物體紅外輻射定律,利用探測器接收微觀區(qū)域熱輻射并轉(zhuǎn)化為電信號分析。顯微熱紅外顯微鏡廠家
Thermal EMMI的制冷技術(shù)不斷升級,提升了探測器的靈敏度。探測器的噪聲水平與其工作溫度密切相關(guān),溫度越低,噪聲越小,檢測靈敏度越高。早期的 thermal emmi 多采用液氮制冷,雖能降低溫度,但操作繁瑣且成本較高。如今,斯特林制冷、脈沖管制冷等新型制冷技術(shù)的應(yīng)用,使探測器可穩(wěn)定工作在更低溫度,且無需頻繁添加制冷劑,操作更便捷。例如,采用 深制冷技術(shù)的探測器,能有效降低暗電流噪聲,大幅提升對微弱光信號和熱信號的檢測能力,使 thermal emmi 能捕捉到更細(xì)微的缺陷信號。顯微熱紅外顯微鏡廠家