半導(dǎo)體失效分析微光顯微鏡內(nèi)容

對(duì)半導(dǎo)體研發(fā)工程師而言，排查的過程層層受阻。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)性的疑問或補(bǔ)充分析方向。 晶體管和二極管短路或漏電時(shí)，微光顯微鏡依其光子信號(hào)判斷故障類型與位置，利于排查電路故障。半導(dǎo)體失效分析微光顯微鏡內(nèi)容

在半導(dǎo)體芯片漏電檢測(cè)中，微光顯微鏡為工程師快速鎖定問題位置提供了關(guān)鍵支撐。當(dāng)芯片施加工作偏壓時(shí)，設(shè)備即刻啟動(dòng)檢測(cè)模式 —— 此時(shí)漏電區(qū)域因焦耳熱效應(yīng)會(huì)釋放微弱的紅外輻射，即便輻射功率為 1 微瓦，高靈敏度探測(cè)器也能捕捉到這一極微弱信號(hào)。這種檢測(cè)方式的在于，通過熱成像技術(shù)將漏電點(diǎn)的紅外輻射轉(zhuǎn)化為可視化熱圖，再與電路版圖進(jìn)行疊加分析，可實(shí)現(xiàn)漏電點(diǎn)的微米級(jí)精確定位。相較于傳統(tǒng)檢測(cè)手段，微光設(shè)備無(wú)需拆解芯片即可完成非接觸式檢測(cè)，既避免了對(duì)芯片的二次損傷，又能在不干擾正常電路工作的前提下，捕捉到漏電區(qū)域的細(xì)微熱信號(hào)。實(shí)時(shí)成像微光顯微鏡市場(chǎng)價(jià)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。

半導(dǎo)體企業(yè)購(gòu)入微光顯微鏡設(shè)備，是提升自身競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵舉措，原因在于芯片測(cè)試需要找到問題點(diǎn) —— 失效分析。失效分析能定位芯片設(shè)計(jì)缺陷、制造瑕疵或可靠性問題，直接決定產(chǎn)品良率與市場(chǎng)口碑。微光顯微鏡憑借高靈敏度的光子探測(cè)能力，可捕捉芯片內(nèi)部微弱發(fā)光信號(hào)，高效識(shí)別漏電、熱失控等隱性故障，為優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提升芯片性能提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，快速完成失效分析意味著縮短研發(fā)周期、降低返工成本，同時(shí)通過提升產(chǎn)品可靠性鞏固客戶信任，這正是半導(dǎo)體企業(yè)在技術(shù)迭代與市場(chǎng)爭(zhēng)奪中保持優(yōu)勢(shì)的邏輯。

定位短路故障點(diǎn)短路是造成芯片失效的關(guān)鍵誘因之一。

當(dāng)芯片內(nèi)部電路發(fā)生短路時(shí)，短路區(qū)域會(huì)形成異常電流通路，引發(fā)局部溫度驟升，并伴隨特定波長(zhǎng)的光發(fā)射現(xiàn)象。EMMI（微光顯微鏡）憑借其超高靈敏度，能夠捕捉這些由短路產(chǎn)生的微弱光信號(hào)，再通過對(duì)光信號(hào)的強(qiáng)度分布、空間位置等特征進(jìn)行綜合分析，可實(shí)現(xiàn)對(duì)短路故障點(diǎn)的精確定位。

以一款高性能微處理器芯片為例，其在測(cè)試中出現(xiàn)不明原因的功耗激增問題，技術(shù)人員初步判斷為內(nèi)部電路存在短路隱患。通過EMMI對(duì)芯片進(jìn)行全域掃描檢測(cè)，在極短時(shí)間內(nèi)便在芯片的某一特定功能模塊區(qū)域發(fā)現(xiàn)了光發(fā)射信號(hào)。結(jié)合該芯片的電路設(shè)計(jì)圖紙和版圖信息進(jìn)行深入分析，終鎖定故障點(diǎn)為兩條相鄰的鋁金屬布線之間因絕緣層破損而發(fā)生的短路。這一定位為后續(xù)的故障修復(fù)和工藝改進(jìn)提供了直接依據(jù)。 熱電子與晶格相互作用及閂鎖效應(yīng)發(fā)生時(shí)也會(huì)產(chǎn)生光子，在顯微鏡下呈現(xiàn)亮點(diǎn)。

EMMI的本質(zhì)只是一臺(tái)光譜范圍廣，光子靈敏度高的顯微鏡。

但是為什么EMMI能夠應(yīng)用于IC的失效分析呢？

原因就在于集成電路在通電后會(huì)出現(xiàn)三種情況：1.載流子復(fù)合；2.熱載流子；3.絕緣層漏電。當(dāng)這三種情況發(fā)生時(shí)集成電路上就會(huì)產(chǎn)生微弱的熒光，這時(shí)EMMI就能捕獲這些微弱熒光，這就給了EMMI一個(gè)應(yīng)用的機(jī)會(huì)而在IC的失效分析中，我們給予失效點(diǎn)一個(gè)偏壓產(chǎn)生熒光，然后EMMI捕獲電流中產(chǎn)生的微弱熒光。原理上，不管IC是否存在缺陷，只要滿足其機(jī)理在EMMI下都能觀測(cè)到熒光 我司設(shè)備面對(duì)閘極氧化層缺陷，微光顯微鏡可檢測(cè)其漏電，助力及時(shí)解決相關(guān)問題，避免器件性能下降或失效。廠家微光顯微鏡內(nèi)容

處理 ESD 閉鎖效應(yīng)時(shí)，微光顯微鏡檢測(cè)光子可判斷其位置和程度，為研究機(jī)制、制定防護(hù)措施提供支持。半導(dǎo)體失效分析微光顯微鏡內(nèi)容

失效背景調(diào)查就像是為芯片失效分析開啟 “導(dǎo)航系統(tǒng)”，能幫助分析人員快速了解芯片的基本情況，為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。收集芯片型號(hào)是首要任務(wù)，不同型號(hào)的芯片在結(jié)構(gòu)、功能和特性上存在差異，這是開展分析的基礎(chǔ)信息。同時(shí)，了解芯片的應(yīng)用場(chǎng)景也不可或缺，是用于消費(fèi)電子、工業(yè)控制還是航空航天等領(lǐng)域，不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)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(guān)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(nèi)部線路故障，而漏電則可能與芯片的絕緣性能有關(guān)。失效比例的統(tǒng)計(jì)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(shè)計(jì)缺陷或制程問題；如果只是個(gè)別芯片失效，那么應(yīng)用不當(dāng)?shù)目赡苄韵鄬?duì)較大。 半導(dǎo)體失效分析微光顯微鏡內(nèi)容