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。電路驗(yàn)證中出現(xiàn)閂鎖效應(yīng)及漏電，微光顯微鏡可定位位置，為電路設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù)，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。鎖相微光顯微鏡成像儀

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(guò)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(wèn)題，技術(shù)人員初步判斷為內(nèi)部電路存在短路隱患。通過(guò)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)。 無(wú)損微光顯微鏡內(nèi)容針對(duì)納米級(jí)半導(dǎo)體器件，搭配超高倍物鏡，能分辨納米尺度的缺陷發(fā)光，推動(dòng)納米電子學(xué)研究。

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(jiàn)光至近紅外范圍。

半導(dǎo)體材料分為直接帶隙半導(dǎo)體和間接帶隙半導(dǎo)體，而Si是典型的直接帶隙半導(dǎo)體，其禁帶寬度為1.12eV。所以當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)，電子會(huì)彈射出一個(gè)光子，該光子的能量為1.12eV，根據(jù)波粒二象性原理，該光子的波長(zhǎng)為1100nm，屬于紅外光區(qū)。通俗的講就是當(dāng)載流子進(jìn)行復(fù)合的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生1100nm的紅外光。這也就是產(chǎn)生亮點(diǎn)的原因之一：載流子復(fù)合。所以正偏二極管的PN結(jié)處能看到亮點(diǎn)。如果MOS管產(chǎn)生latch-up現(xiàn)象，（體寄生三極管導(dǎo)通）也會(huì)觀察到在襯底處產(chǎn)生熒光亮點(diǎn)。漏電結(jié)和接觸毛刺會(huì)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。

當(dāng)芯片內(nèi)部存在漏電缺陷，如結(jié)漏電、氧化層漏電時(shí)，電子-空穴對(duì)復(fù)合會(huì)釋放光子，微光顯微鏡(EMMI)能捕捉并定位。對(duì)于載流子復(fù)合異常情況，像閂鎖效應(yīng)、熱電子效應(yīng)引發(fā)的失效，以及器件在飽和態(tài)晶體管、正向偏置二極管等工作狀態(tài)下的固有發(fā)光，它也能有效探測(cè)，為這類與光子釋放相關(guān)的失效提供關(guān)鍵分析依據(jù)。

而熱紅外顯微鏡則主要用于排查與熱量異常相關(guān)的芯片問(wèn)題。金屬互聯(lián)短路、電源與地短接會(huì)導(dǎo)致局部過(guò)熱，其可通過(guò)檢測(cè)紅外輻射差異定位。對(duì)于高功耗區(qū)域因設(shè)計(jì)缺陷引發(fā)的電流集中導(dǎo)致的熱分布異常，以及封裝或散熱結(jié)構(gòu)失效造成的整體溫度異常等情況，它能生成溫度分布圖像，助力找出熱量異常根源。 微光顯微鏡分析 3D 封裝器件光子，結(jié)合光學(xué)原理和算法可預(yù)估失效點(diǎn)深度，為失效分析和修復(fù)提供參考。無(wú)損微光顯微鏡內(nèi)容

介電層漏電時(shí)，微光顯微鏡可檢測(cè)其光子定位位置，保障電子器件絕緣結(jié)構(gòu)可靠，防止電路故障。鎖相微光顯微鏡成像儀

企業(yè)用戶何如去采購(gòu)適合自己的設(shè)備？

功能側(cè)重的差異，讓它們?cè)谛酒瑱z測(cè)中各司其職。微光顯微鏡的 “專長(zhǎng)” 是識(shí)別電致發(fā)光缺陷，對(duì)于邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片等高密度集成電路中常見(jiàn)的 PN 結(jié)漏電、柵氧擊穿、互連缺陷等細(xì)微電性能問(wèn)題，它能提供的位置信息，是芯片失效分析中定位 “電故障” 的工具。

例如，在 7nm 以下先進(jìn)制程芯片的檢測(cè)中，其高靈敏度可捕捉到單個(gè)晶體管異常產(chǎn)生的微弱信號(hào)，為工藝優(yōu)化提供關(guān)鍵依據(jù)。

熱紅外顯微鏡則更關(guān)注 “熱失控” 風(fēng)險(xiǎn)，在功率半導(dǎo)體、IGBT 等大功率器件的檢測(cè)中表現(xiàn)突出。這類芯片工作時(shí)功耗較高，散熱性能直接影響可靠性，短路、散熱通道堵塞等問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致局部溫度驟升，熱紅外顯微鏡能快速生成熱分布圖譜，直觀呈現(xiàn)熱點(diǎn)位置與溫度梯度，幫助工程師判斷散熱設(shè)計(jì)缺陷或電路短路點(diǎn)。在汽車電子等對(duì)**性要求極高的領(lǐng)域，這種對(duì)熱異常的敏銳捕捉，是預(yù)防芯片失效引發(fā)**事故的重要保障。

鎖相微光顯微鏡成像儀