國(guó)產(chǎn)微光顯微鏡方案

在微光顯微鏡（EMMI) 操作過(guò)程中，當(dāng)對(duì)樣品施加合適的電壓時(shí)，其失效點(diǎn)會(huì)由于載流子加速散射或電子-空穴對(duì)復(fù)合效應(yīng)而發(fā)射特定波長(zhǎng)的光子。這些光子經(jīng)過(guò)采集和圖像處理后，可以形成一張信號(hào)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(guò)將信號(hào)圖與背景圖進(jìn)行疊加處理，就可以精確地定位發(fā)光點(diǎn)的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)失效點(diǎn)的精確定位。進(jìn)一步地，為了提升定位的準(zhǔn)確性，可采用多種圖像處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。例如，通過(guò)濾波算法去除背景噪聲，增強(qiáng)信號(hào)圖的信噪比；利用邊緣檢測(cè)技術(shù)，突出顯示發(fā)光點(diǎn)的邊緣特征，從而提高定位精度。支持離線數(shù)據(jù)分析，可將檢測(cè)圖像導(dǎo)出后進(jìn)行深入處理，不占用設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)時(shí)間。國(guó)產(chǎn)微光顯微鏡方案

在故障分析領(lǐng)域，微光顯微鏡（EmissionMicroscope,EMMI）是一種極具實(shí)用價(jià)值且效率出眾的分析工具。其功能是探測(cè)集成電路（IC）內(nèi)部釋放的光子。在IC元件中，電子-空穴對(duì)（ElectronHolePairs,EHP）的復(fù)合過(guò)程會(huì)伴隨光子（Photon）的釋放。具體可舉例說(shuō)明：當(dāng)P-N結(jié)施加偏壓時(shí)，N區(qū)的電子會(huì)向P區(qū)擴(kuò)散，同時(shí)P區(qū)的空穴也會(huì)向N區(qū)擴(kuò)散，隨后這些擴(kuò)散的載流子會(huì)與對(duì)應(yīng)區(qū)域的載流子（即擴(kuò)散至P區(qū)的電子與P區(qū)的空穴、擴(kuò)散至N區(qū)的空穴與N區(qū)的電子）發(fā)生EHP復(fù)合，并在此過(guò)程中釋放光子。制造微光顯微鏡方案微光顯微鏡搭配高分辨率鏡頭，可將微小缺陷放大至清晰可見，讓檢測(cè)更易觀察分析，提升檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

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。

微光顯微鏡下可以產(chǎn)生亮點(diǎn)的缺陷，

如：1.漏電結(jié)(JunctionLeakage);2.接觸毛刺(Contactspiking);3.熱電子效應(yīng)(Hotelectrons);4.閂鎖效應(yīng)(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?yè)p傷(Mechanicaldamage)等。

當(dāng)然，部分情況下也會(huì)出現(xiàn)樣品本身的亮點(diǎn)，

如：1.Saturated/Activebipolartransistors;2.SaturatedMOS/DynamicCMOS;3.Forwardbiaseddiodes/Reverse；等

出現(xiàn)亮點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意區(qū)分是否為這些情況下產(chǎn)生的亮點(diǎn)另外也會(huì)出現(xiàn)偵測(cè)不到亮點(diǎn)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(dǎo)電通路等。

若一些亮點(diǎn)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(cè)近紅外波段的發(fā)光，且需要減薄及拋光處理。 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(wèn)題，避免器件性能下降或失效。

這一技術(shù)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(jié)邊緣缺陷等），更能在芯片量產(chǎn)階段實(shí)現(xiàn)潛在漏電問(wèn)題的早期篩查，為采取針對(duì)性修復(fù)措施（如優(yōu)化工藝參數(shù)、改進(jìn)封裝設(shè)計(jì)）提供依據(jù)，從而提升芯片的長(zhǎng)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(fā)現(xiàn)部分芯片的邊角區(qū)域存在持續(xù)穩(wěn)定的微弱光信號(hào)。結(jié)合芯片的版圖設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)分析，確認(rèn)該區(qū)域的NMOS晶體管因柵氧層局部厚度不足導(dǎo)致漏電。技術(shù)團(tuán)隊(duì)據(jù)此對(duì)這批次芯片進(jìn)行篩選，剔除了存在漏電隱患的產(chǎn)品，有效避免了缺陷芯片流入市場(chǎng)后可能引發(fā)的設(shè)備功耗異常、發(fā)熱甚至燒毀等風(fēng)險(xiǎn)。微光顯微鏡可搭配偏振光附件，分析樣品的偏振特性，為判斷晶體缺陷方向提供獨(dú)特依據(jù)，豐富檢測(cè)維度。工業(yè)檢測(cè)微光顯微鏡方案

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)。國(guó)產(chǎn)微光顯微鏡方案

光束誘導(dǎo)電阻變化（OBIRCH）功能與微光顯微鏡（EMMI）技術(shù)常被集成于同一檢測(cè)系統(tǒng)，合稱為光發(fā)射顯微鏡（PEM，PhotoEmissionMicroscope）。

二者在原理與應(yīng)用上形成巧妙互補(bǔ)，能夠協(xié)同應(yīng)對(duì)集成電路中絕大多數(shù)失效模式，大幅提升失效分析的全面性與效率。OBIRCH技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于，即便失效點(diǎn)被金屬層覆蓋形成“熱點(diǎn)”，其仍能通過(guò)光束照射引發(fā)的電阻變化特性實(shí)現(xiàn)精細(xì)檢測(cè)——這恰好彌補(bǔ)了EMMI在金屬遮擋區(qū)域光信號(hào)捕捉受限的不足。

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