微光红外显微仪是一种高灵敏度的失效分析设备,可在非破坏性条件下,对封装器件及芯片的多种失效模式进行精细检测与定位。其应用范围涵盖:芯片封装打线缺陷及内部线路短路、介电层(Oxide)漏电、晶体管和二极管漏电、TFT LCD面板及PCB/PCBA金属线路缺陷与短路、ESD闭锁效应、3D封装(Stacked Die)失效点深度(Z轴)预估、低阻抗短路(<10 Ω)问题分析,以及芯片键合对准精度检测。相比传统方法,微光红外显微仪无需繁琐的去层处理,能够通过检测器捕捉异常辐射信号,快速锁定缺陷位置,大幅缩短分析时间,降低样品损伤风险,为半导体封装测试、产品质量控制及研发优化提供高效可靠的技术手段。Thermal EMMI 通过检测半导体缺陷处的热致光子发射,定位芯片内部隐性电失效点。直销微光显微镜与光学显微镜对比

在芯片和电子器件的故障诊断过程中,精度往往决定了后续分析与解决的效率。传统检测方法虽然能够大致锁定问题范围,但在高密度电路或纳米级结构中,往往难以将缺陷精确定位到具体点位。微光显微镜凭借对微弱发光信号的高分辨率捕捉能力,实现了故障点的可视化。当器件因缺陷产生局部能量释放时,这些信号极其微小且容易被环境噪声淹没,但微光显微镜能通过优化的光学系统和信号处理算法,将其清晰分离并呈现。相比传统方法,微光显微镜的定位精度提升了一个数量级,缩短了排查时间,同时降低了误判率。对于高性能芯片和关键器件而言,这种尤为重要,因为任何潜在缺陷都可能影响整体性能。微光显微镜的引入,使故障分析从“模糊排查”转向“点对点定位”,为电子产业的可靠性提升提供了有力保障。制造微光显微镜设备国产微光显微镜的优势在于工艺完备与实用。

在微光显微镜(EMMI)检测中,部分缺陷会以亮点形式呈现,
例如:漏电结(JunctionLeakage)接触毛刺(ContactSpiking)热电子效应(HotElectrons)闩锁效应(Latch-Up)氧化层漏电(GateOxideDefects/Leakage,F-N电流)多晶硅晶须(Poly-SiliconFilaments)衬底损伤(SubstrateDamage)物理损伤(MechanicalDamage)等。
同时,在某些情况下,样品本身的正常工作也可能产生亮点,例如:饱和/工作中的双极型晶体管(Saturated/ActiveBipolarTransistors)饱和的MOS或动态CMOS(SaturatedMOS/DynamicCMOS)正向偏置二极管(ForwardBiasedDiodes)反向偏置二极管击穿(Reverse-BiasedDiodesBreakdown)等。
因此,观察到亮点时,需要结合电气测试与结构分析,区分其是缺陷发光还是正常工作发光。此外,部分缺陷不会产生亮点,如:欧姆接触金属互联短路表面反型层硅导电通路等。
若亮点被金属层或其他结构遮蔽(如BuriedJunctions、LeakageSitesUnderMetal),可尝试采用背面(Backside)成像模式。但此模式只能探测近红外波段的发光,并需要对样品进行减薄及抛光处理。
尽管名称相似,微光显微镜 EMMI 与 Thermal EMMI 在探测机理和适用范围上各有侧重。Thermal EMMI 捕捉的是器件发热产生的红外辐射信号,而 EMMI 关注的是缺陷处的光子发射,这些光信号可能在温升尚未***之前就已经出现。因此,在一些早期击穿或亚稳态缺陷分析中,EMMI 能够提供比 Thermal EMMI 更早、更直接的失效指示。实际应用中,工程师常将两者结合使用:先用 EMMI 进行光发射定位,再用 Thermal EMMI 检测其对应的热分布,以交叉验证缺陷性质。这种“光+热”双重验证的方法,不仅提高了分析的准确性,也大幅缩短了故障定位的时间。微光显微镜显微在检测栅极漏电、PN 结微短路等微弱发光失效时可以做到精细可靠。

漏电是芯片中另一类常见失效模式,其成因相对复杂,既可能与晶体管在长期运行中的老化退化有关,也可能源于氧化层裂纹或材料缺陷。与短路类似,当芯片内部出现漏电现象时,漏电路径中会产生微弱的光发射信号,但其强度通常远低于短路所引发的光辐射,因此对检测设备的灵敏度提出了较高要求。
微光显微镜(EMMI)依靠其高灵敏度的光探测能力,能够捕捉到这些极微弱的光信号,并通过全域扫描技术对芯片进行系统检测。在扫描过程中,漏电区域能够以可视化图像的形式呈现,清晰显示其空间分布和热学特征。
工程师可以根据这些图像信息,直观判断漏电位置及可能涉及的功能模块,为后续的失效分析和工艺优化提供依据。通过这种方法,微光显微镜不仅能够发现传统电性测试难以捕捉的微小异常,还为半导体器件的可靠性评估和设计改进提供了重要支持,有助于提高芯片整体性能和使用寿命。 国产微光显微镜技术成熟,具备完整工艺。工业检测微光显微镜方案设计
微光显微镜通过图像处理叠加信号图与背景图,精确定位发光点位置。直销微光显微镜与光学显微镜对比
与 Thermal EMMI 热红外显微镜相比,EMMI 微光显微镜在分析由电性缺陷引发的微弱光发射方面更具优势,能够实现更高精度的缺陷定位;而热红外显微镜则更擅长捕捉因功率耗散导致的局部温升异常。在与扫描电子显微镜(SEM)的对比中,EMMI 无需真空环境,且属于非破坏性检测,但 SEM 在微观形貌观察的分辨率上更胜一筹。在实际失效分析中,这些技术往往互为补充——可先利用 EMMI 快速锁定缺陷的大致区域,再借助 SEM 或 FIB 对目标位置进行精细剖析与结构验证,从而形成完整的分析链路。
直销微光显微镜与光学显微镜对比