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IC的EMMI测试

EMMI微光显微镜-芯片失效分析的得力助手

2022年10月10日应用案例

芯片在设计、生产制程、封装、使用过程中,由于过压击穿、芯片裂纹、芯片抗干扰能力差、热稳定性不好、异物腐蚀等等因素,均有可能导致芯片产生短路、漏电、功能异常等各种失效;

IC芯片的短路、漏电失效分析(FA),是日常分析中的常见问题,而EMMI设备是FA中的重要分析工具。

EMMI全称Emission microscopy(微光显微镜),采用高灵敏度的InGaAs CCD,探测波长主要集中在900~1700nm的近红外光谱区间;

InGaAs光谱图

InGaAs CCD光谱图

EMMI可以通过侦测导电IC发射出的光子,从而侦测出IC的失效位置;

例如:硅基半导体,当电子与空穴复合时,会发射出光子,该光子可以被EMMI捕捉到并转换成亮点图,从而可以确定FA位置。

 

侦测得到亮点之情况:
会产生亮点的缺陷 – 漏电结(Junction Leakage); 接触毛刺(Contact spiking); (热电子效应)Hot electrons;闩锁效应( Latch-Up);氧化层漏电( Gate oxide defects / Leakage(F-N current));多晶硅晶须(
Poly-silicon filaments); 衬底损伤(Substrate damage); (物理损伤)Mechanical damage等。
原来就会有的亮点 – Saturated/ Active bipolar transistors; -Saturated MOS/Dynamic CMOS; Forward biased diodes/Reverse;biased diodes(break down) 等。

我公司的EMMI微光显微镜覆盖波长为400~1750nm的款波段,配个高倍物镜时空间分辨率可以低至0.1um以下;

以下用我公司EMMI微光显微镜为案例,测试一款多通道mosfet芯片在EMMI下的亮点图:

EMMI亮点图(5X成像)

EMMI微光显微镜-10倍图像

 

EMMI亮点图(20X成像)

EMMI微光显微镜-20倍图像

 

EMMI亮点图(40X成像)

EMMI微光显微镜-40倍图像

 

EMMI亮点图(80X成像)

EMMI微光显微镜-80倍图像

 

此外,除用于EMMI因为有较高的放大倍数,除用于热点检测,也可用于视觉缺陷检测:

EMMI微光显微镜-200倍图像

100X成像

EMMI微光显微镜-200倍图像

200X成像