實(shí)時(shí)成像微光顯微鏡原理

微光顯微鏡技術(shù)特性差異

探測(cè)靈敏度方向：EMMI 追求對(duì)微弱光子的高靈敏度（可檢測(cè)單光子級(jí)別信號(hào)），需配合暗場(chǎng)環(huán)境減少干擾；熱紅外顯微鏡則強(qiáng)調(diào)溫度分辨率（部分設(shè)備可達(dá) 0.01℃），需抑制環(huán)境熱噪聲。

空間分辨率：EMMI 的分辨率受光學(xué)系統(tǒng)和光子波長(zhǎng)限制，通常在微米級(jí)；熱紅外顯微鏡的分辨率與紅外波長(zhǎng)、鏡頭數(shù)值孔徑相關(guān)，一般略低于 EMMI，但更注重大面積熱分布的快速成像。

樣品處理要求：EMMI 對(duì)部分遮蔽性失效（如金屬下方漏電）需采用背面觀測(cè)模式，可能需要減薄、拋光樣品；

處理要求：熱紅外顯微鏡可透過(guò)封裝材料（如陶瓷、塑料）探測(cè)，對(duì)樣品破壞性較小，更適合非侵入式初步篩查。 升級(jí)后的冷卻系統(tǒng)，能減少設(shè)備自身熱噪聲，讓對(duì)微弱光子的探測(cè)更靈敏，提升檢測(cè)下限。實(shí)時(shí)成像微光顯微鏡原理

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)。無(wú)損微光顯微鏡聯(lián)系人支持離線數(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。

微光顯微鏡（EMMI）無(wú)法探測(cè)到亮點(diǎn)的情況:

一、不會(huì)產(chǎn)生亮點(diǎn)的故障有歐姆接觸（OhmicContact）金屬互聯(lián)短路（MetalInterconnectShort）表面反型層（SurfaceInversionLayer）硅導(dǎo)電通路（SiliconConductingPath）等。

二、亮點(diǎn)被遮蔽的情況有掩埋結(jié)（BuriedJunctions）及金屬下方的漏電點(diǎn)（LeakageSitesunderMetal）。此類(lèi)情況可采用背面觀測(cè)模式（backsidemode），但該模式*能探測(cè)近紅外波段的發(fā)光，且需對(duì)樣品進(jìn)行減薄及拋光處理等。

漏電是芯片另一種常見(jiàn)的失效模式，其誘因復(fù)雜多樣，既可能源于晶體管長(zhǎng)期工作后的老化衰減，也可能由氧化層存在裂紋等缺陷引發(fā)。

與短路類(lèi)似，芯片內(nèi)部發(fā)生漏電時(shí)，漏電路徑中會(huì)伴隨微弱的光發(fā)射現(xiàn)象——這種光信號(hào)的強(qiáng)度往往遠(yuǎn)低于短路產(chǎn)生的光輻射，對(duì)檢測(cè)設(shè)備的靈敏度提出了極高要求。EMMI憑借其的微光探測(cè)能力，能夠捕捉到漏電產(chǎn)生的極微弱光信號(hào)。通過(guò)對(duì)芯片進(jìn)行全域掃描，可將漏電區(qū)域以可視化圖像的形式清晰呈現(xiàn)，使工程師能直觀識(shí)別漏電位置與分布特征。

微光顯微鏡的便攜款桌面級(jí)設(shè)計(jì)，方便在生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問(wèn)題，減少不合格品流出。

InGaAs微光顯微鏡與傳統(tǒng)微光顯微鏡在原理和功能上具有相似之處，均依賴(lài)于電子-空穴對(duì)復(fù)合產(chǎn)生的光子及熱載流子作為探測(cè)信號(hào)源。然而，InGaAs微光顯微鏡相較于傳統(tǒng)微光顯微鏡，呈現(xiàn)出更高的探測(cè)靈敏度，并且其探測(cè)波長(zhǎng)范圍擴(kuò)展至900nm至1700nm，而傳統(tǒng)微光顯微鏡的探測(cè)波長(zhǎng)范圍限于350nm至1100nm。這一特性使得InGaAs微光顯微鏡具備更更好的波長(zhǎng)檢測(cè)能力，從而拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。進(jìn)一步而言，InGaAs微光顯微鏡的這一優(yōu)勢(shì)使其在多個(gè)科研與工業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特價(jià)值。在半導(dǎo)體材料研究中，InGaAs微光顯微鏡能夠探測(cè)到更長(zhǎng)的波長(zhǎng)，這對(duì)于分析材料的缺陷、雜質(zhì)以及能帶結(jié)構(gòu)等方面具有重要意義。通過(guò)與光譜儀聯(lián)用，可分析光子的光譜信息，為判斷缺陷類(lèi)型提供更多依據(jù)，增強(qiáng)分析的全面性。實(shí)時(shí)成像微光顯微鏡圖像分析

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。實(shí)時(shí)成像微光顯微鏡原理

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。 實(shí)時(shí)成像微光顯微鏡原理