國(guó)內(nèi)微光顯微鏡圖像分析

失效分析是指通過系統(tǒng)的檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)和分析手段，探究產(chǎn)品或器件在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用過程中出現(xiàn)故障、性能異?；蚴У母驹?，進(jìn)而提出改進(jìn)措施以預(yù)防同類問題再次發(fā)生的技術(shù)過程。它是連接產(chǎn)品問題與解決方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，**在于精細(xì)定位失效根源，而非*關(guān)注表面現(xiàn)象。在半導(dǎo)體行業(yè)，失效分析具有不可替代的應(yīng)用價(jià)值，貫穿于芯片從研發(fā)到量產(chǎn)的全生命周期。

在研發(fā)階段，針對(duì)原型芯片的失效問題（如邏輯錯(cuò)誤、漏電、功耗過高等），通過微光顯微鏡、探針臺(tái)等設(shè)備進(jìn)行失效點(diǎn)定位，結(jié)合電路仿真、材料分析等手段，可追溯至設(shè)計(jì)缺陷（如布局不合理、時(shí)序錯(cuò)誤）或工藝參數(shù)偏差，為芯片設(shè)計(jì)優(yōu)化提供直接依據(jù)；在量產(chǎn)環(huán)節(jié)，當(dāng)出現(xiàn)批量性失效時(shí)，失效分析能快速判斷是光刻、蝕刻等制程工藝的穩(wěn)定性問題，還是原材料（如晶圓、光刻膠）的質(zhì)量波動(dòng)，幫助生產(chǎn)線及時(shí)調(diào)整參數(shù)，降低報(bào)廢率；在應(yīng)用端，針對(duì)芯片在終端設(shè)備（如手機(jī)、汽車電子）中出現(xiàn)的可靠性失效（如高溫環(huán)境下性能衰減、長(zhǎng)期使用后的老化失效），通過環(huán)境模擬測(cè)試、失效機(jī)理分析，可推動(dòng)芯片在封裝設(shè)計(jì)、材料選擇上的改進(jìn)，提升產(chǎn)品在復(fù)雜工況下的穩(wěn)定性。 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。國(guó)內(nèi)微光顯微鏡圖像分析

需要失效分析檢測(cè)樣品，我們一般會(huì)在提前做好前期的失效背景調(diào)查和電性能驗(yàn)證工作，能夠?yàn)檎麄€(gè)失效分析過程找準(zhǔn)方向、提供依據(jù)，從而更高效、準(zhǔn)確地找出芯片失效的原因。

1.失效背景調(diào)查收集芯片型號(hào)、應(yīng)用場(chǎng)景、失效模式（如短路、漏電、功能異常等）、失效比例、使用環(huán)境（溫度、濕度、電壓）等。確認(rèn)失效是否可復(fù)現(xiàn)，區(qū)分設(shè)計(jì)缺陷、制程問題或應(yīng)用不當(dāng)（如過壓、ESD）。

2.電性能驗(yàn)證使用自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）或探針臺(tái)（ProbeStation）復(fù)現(xiàn)失效，記錄關(guān)鍵參數(shù)（如I-V曲線、漏電流、閾值電壓偏移）。對(duì)比良品與失效芯片的電特性差異，縮小失效區(qū)域（如特定功能模塊）。 顯微微光顯微鏡運(yùn)動(dòng)我司團(tuán)隊(duì)改進(jìn)算法等技術(shù)，整合出 EMMI 芯片漏電定位系統(tǒng)，價(jià)低且數(shù)據(jù)整理準(zhǔn)、操作便，性價(jià)比高，居行業(yè)先頭。

隨著器件尺寸的逐漸變小，MOS器件的溝道長(zhǎng)度也逐漸變短。短溝道效應(yīng)也愈發(fā)嚴(yán)重。短溝道效應(yīng)會(huì)使得MOS管的漏結(jié)存在一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)，該電場(chǎng)會(huì)對(duì)載流子進(jìn)行加速，同時(shí)賦予載流子一個(gè)動(dòng)能，該載流子會(huì)造成中性的Si原子被極化，產(chǎn)生同樣帶有能量的電子與空穴對(duì)，這種電子與空穴被稱為熱載流子，反映在能帶圖中就是電位更高的電子和電位更低的空穴。一部分熱載流子會(huì)在生成后立馬復(fù)合，產(chǎn)生波長(zhǎng)更短的熒光，另一部分在電場(chǎng)的作用下分離。電子進(jìn)入柵氧層，影響閾值電壓，空穴進(jìn)入襯底，產(chǎn)生襯底電流。歸因于短溝道效應(yīng)能在MOS管的漏端能看到亮點(diǎn)，同樣在反偏PN結(jié)處也能產(chǎn)生強(qiáng)場(chǎng)，也能觀察到亮點(diǎn)。

可探測(cè)到亮點(diǎn)的情況

一、由缺陷導(dǎo)致的亮點(diǎn)結(jié)漏電（Junction Leakage）接觸毛刺（Contact Spiking）熱電子效應(yīng)（Hot Electrons）閂鎖效應(yīng)（Latch-Up）氧化層漏電（Gate Oxide Defects / Leakage (F-N Current)）多晶硅晶須（Poly-silicon Filaments）襯底損傷（Substrate Damage）物理?yè)p傷（Mechanical Damage）等。

二、器件本身固有的亮點(diǎn)飽和 / 有源狀態(tài)的雙極晶體管（Saturated/Active Bipolar Transistors）飽和狀態(tài)的 MOS 管 / 動(dòng)態(tài) CMOS（Saturated MOS/Dynamic CMOS）正向偏置二極管 / 反向偏置二極管（擊穿狀態(tài)）（Forward Biased Diodes / Reverse Biased Diodes (Breakdown)）等。 支持自定義檢測(cè)參數(shù)，測(cè)試人員可根據(jù)特殊樣品特性調(diào)整設(shè)置，獲得較為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。

例如，當(dāng)某批芯片在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)漏電失效時(shí)，我們的微光顯微鏡能定位到具體的失效位置，為后續(xù)通過聚焦離子束（FIB）切割進(jìn)行截面分析、追溯至柵氧層缺陷及氧化工藝異常等環(huán)節(jié)提供關(guān)鍵前提?？梢哉f，我們的設(shè)備是半導(dǎo)體行業(yè)失效分析中定位失效點(diǎn)的工具，其的探測(cè)能力和高效的分析效率，為后續(xù)問題的解決奠定了不可或缺的基礎(chǔ)。

在芯片研發(fā)階段，它能幫助研發(fā)人員快速鎖定設(shè)計(jì)或工藝中的隱患，避免資源的無(wú)效投入；在量產(chǎn)過程中，它能及時(shí)發(fā)現(xiàn)批量性失效的源頭，為生產(chǎn)線調(diào)整爭(zhēng)取寶貴時(shí)間，降低損失；在產(chǎn)品應(yīng)用端，它能為可靠性問題的排查提供方向，助力企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)口碑。無(wú)論是先進(jìn)制程的芯片研發(fā)，還是成熟工藝的量產(chǎn)檢測(cè)，我們的設(shè)備都以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，成為失效分析流程中無(wú)法替代的關(guān)鍵一環(huán)，為半導(dǎo)體企業(yè)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和技術(shù)升級(jí)提供有力支撐。 通過調(diào)節(jié)探測(cè)靈敏度，它能適配不同漏電流大小的檢測(cè)需求，靈活應(yīng)對(duì)多樣的檢測(cè)場(chǎng)景。顯微微光顯微鏡技術(shù)參數(shù)

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。國(guó)內(nèi)微光顯微鏡圖像分析

在半導(dǎo)體芯片的精密檢測(cè)領(lǐng)域，微光顯微鏡與熱紅外顯微鏡如同兩把功能各異的 “利劍”，各自憑借獨(dú)特的技術(shù)原理與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在芯片質(zhì)量管控與失效分析中發(fā)揮著不可替代的作用。二者雖同服務(wù)于芯片檢測(cè)，但在邏輯與適用場(chǎng)景上的差異，使其成為互補(bǔ)而非替代的檢測(cè)組合。從技術(shù)原理來(lái)看，兩者的 “探測(cè)語(yǔ)言” 截然不同。

微光顯微鏡是 “光子的捕捉者”，其重心在于高靈敏度的光子傳感器，能夠捕捉芯片內(nèi)部因電性能異常釋放的微弱光信號(hào) —— 這些信號(hào)可能來(lái)自 PN 結(jié)漏電時(shí)的電子躍遷，或是柵氧擊穿瞬間的能量釋放，波長(zhǎng)多集中在可見光至近紅外范圍。

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