制冷微光顯微鏡分析

在微光顯微鏡（EMMI) 操作過程中，當(dāng)對樣品施加合適的電壓時，其失效點(diǎn)會由于載流子加速散射或電子-空穴對復(fù)合效應(yīng)而發(fā)射特定波長的光子。這些光子經(jīng)過采集和圖像處理后，可以形成一張信號圖。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。再通過將信號圖與背景圖進(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，通過濾波算法去除背景噪聲，增強(qiáng)信號圖的信噪比；利用邊緣檢測技術(shù)，突出顯示發(fā)光點(diǎn)的邊緣特征，從而提高定位精度。微光顯微鏡支持寬光譜探測模式，探測范圍從紫外延伸至近紅外，能滿足不同材料的光子檢測，適用范圍更廣。制冷微光顯微鏡分析

挑選適配自身的微光顯微鏡 EMMI，關(guān)鍵在于明確需求、考量性能與評估預(yù)算。先梳理應(yīng)用場景，若聚焦半導(dǎo)體失效分析，需關(guān)注能否定位漏電結(jié)、閂鎖效應(yīng)等缺陷產(chǎn)生的光子；性能層面，探測器是主要考察對象，像 -80℃制冷型 InGaAs 探測器，靈敏度高、波長檢測范圍廣（900 - 1700nm），能捕捉更微弱信號；物鏡分辨率也重要，高分辨率物鏡可清晰呈現(xiàn)微小失效點(diǎn)。操作便捷性也不容忽視，軟件界面友好、具備自動聚焦等功能，能提升工作效率。預(yù)算方面，進(jìn)口設(shè)備價格高昂，國產(chǎn)設(shè)備性價比優(yōu)勢凸顯，如部分國產(chǎn)品牌雖價格低 30% 以上，但性能與進(jìn)口相當(dāng)，還能提供及時售后?？傊C合這些因素，多對比不同品牌、型號設(shè)備，才能選到契合自身的 EMMI 。無損微光顯微鏡選購指南配備的自動對焦系統(tǒng)，能快速鎖定檢測區(qū)域，減少人工操作時間，提高檢測效率。

柵氧化層缺陷顯微鏡發(fā)光技術(shù)定位的失效問題中，薄氧化層擊穿現(xiàn)象尤為關(guān)鍵。然而，當(dāng)多晶硅與阱的摻雜類型一致時，擊穿并不必然伴隨著空間電荷區(qū)的形成。關(guān)于其發(fā)光機(jī)制的解釋如下：當(dāng)電流密度達(dá)到足夠高的水平時，會在失效區(qū)域產(chǎn)生的電壓降。該電壓降進(jìn)而引起顯微鏡光譜區(qū)內(nèi)的場加速載流子散射發(fā)光現(xiàn)象。值得注意的是，部分發(fā)光點(diǎn)表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，會在一段時間后消失。這一現(xiàn)象可歸因于局部電流密度的升高導(dǎo)致?lián)舸﹨^(qū)域熔化，進(jìn)而擴(kuò)大了擊穿區(qū)域，使得電流密度降低。

微光顯微鏡（EMMI）無法探測到亮點(diǎn)的情況:

一、不會產(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）。此類情況可采用背面觀測模式（backsidemode），但該模式*能探測近紅外波段的發(fā)光，且需對樣品進(jìn)行減薄及拋光處理等。 在超導(dǎo)芯片檢測中，可捕捉超導(dǎo)態(tài)向正常態(tài)轉(zhuǎn)變時的異常發(fā)光，助力超導(dǎo)器件的性能優(yōu)化。

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.物理損傷(Mechanicaldamage)等。

當(dāng)然，部分情況下也會出現(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)另外也會出現(xiàn)偵測不到亮點(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，但是只能探測近紅外波段的發(fā)光，且需要減薄及拋光處理。 靜電放電破壞半導(dǎo)體器件時，微光顯微鏡偵測其光子可定位故障點(diǎn)，助分析原因程度。制冷微光顯微鏡分析

漏電結(jié)和接觸毛刺會產(chǎn)生亮點(diǎn)，這些亮點(diǎn)產(chǎn)生的光子能被微光顯微鏡捕捉到。制冷微光顯微鏡分析

致晟光電將熱紅外顯微鏡（Thermal EMMI）與微光顯微鏡 (EMMI) 集成的設(shè)備，在維護(hù)成本控制上展現(xiàn)出優(yōu)勢。對于分開的兩臺設(shè)備，企業(yè)需配備專門人員分別學(xué)習(xí)兩套系統(tǒng)的維護(hù)知識，培訓(xùn)內(nèi)容涵蓋不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)、光學(xué)原理、軟件操作，還包括各自的故障診斷邏輯與校準(zhǔn)流程，往往需要數(shù)月的系統(tǒng)培訓(xùn)才能確保人員熟練操作，期間產(chǎn)生的培訓(xùn)費(fèi)用、時間成本居高不下。而使用一套集成設(shè)備只需一套維護(hù)體系，維護(hù)人員只需掌握一套系統(tǒng)的維護(hù)邏輯與操作規(guī)范，無需在兩套差異化的設(shè)備間切換學(xué)習(xí)，培訓(xùn)周期可縮短近一半，大幅降低了培訓(xùn)方面的人力與資金投入。
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