金鑒EMMI(微光顯微鏡)/芯片漏電點定位系統

隨著半導體微納制造技術的不斷發展，尤其是集成電路（Integrated Circuit，IC）的設計線寬即將進入亞納米級，各個單元和互連線不斷細化，器件內部的電路縱橫交錯，隔離電路中的缺陷、查明隱藏在大量晶體管中的問題的能力是產品快速量產的關鍵。工程師很難在不知道異常在哪里的情況下深入研究，而他們有許多工具和技術來幫助檢測集成電路上的缺陷，比如，液晶（Liquid Crystal，LC）熱點檢測技術，最適合用于發現產生大量熱量的短路。然而，這些技術通常是不夠的，工程師必須找到一種方法來表征，創建一個基準來對比一個故障單元，以檢測電子元件故障根源的缺陷。在這些情況下，EMMI提供了建立分析的完美平臺。

微光顯微鏡（Emission Microscope, EMMI）是利用高增益相機/探測器來檢測由某些半導體器件缺陷/失效發出的微量光子的一種設備。

當給缺陷/失效半導體元件施加電壓，元件中電子-空穴對結合產生光子，或者元件的熱載子釋放出多余的動能，會以光子的型式呈現，此兩種機制所產生的光子均可被EMMI 偵測到，偵測到的故障點也叫亮點、熱點(Hot Spot)，因此接面漏電、氧化層崩潰、靜電放電破壞、閂鎖效應、撞擊游離、順向偏壓及在飽和區域操作的電晶體，均可由EMMI精確地定位出熱點，進而推知器件中的缺陷位置，對后續的電路分析與失效分析有莫大的幫助，因此說EMMI是熱點定位“神器”一點也不為過。

早在30多年前，國外某公司就開始了在半導體失效分析應用中的研究。1987年，推出了第一代微光顯微鏡，并在此后逐漸組建起了專門針對半導體缺陷位置定位的系列產品。針對應用中呈現出的諸多要求，亦在技術上做出了進一步的開發。

為了增強微光探測能力，此公司還開發了C-CCD、Si-CCD等多類高端相機。用戶可根據樣品制程和結構，選擇不同的相機加裝在設備中。然而，他們的EMMI設備價格相當的高，動不動就上千萬元，讓很多公司望而卻步。為此，通過算法、芯片和圖像傳感技術的改進，打造高精智能化的測試體系，整合出一套EMMI芯片漏電點定位系統，價格遠低于由國內外同類產品，同樣的功能，但卻有更精確的數據整理系統、更方便的操作體系，明顯優于競品，遙遙領先于同行，正印證了“最好的檢測設備是一線的測試工程師研發出來的！”這句話。

InGaAs EMMI和傳統CCD EMMI具有相同的原理和功能。兩種探測光子都是由電子-空穴復合和熱載流子觸發的。它們的不同之處在于InGaAs具有更高的靈敏度，并且可以檢測更長的波長范圍900-1700 nm（相對于 350-1100 nm 的傳統CCD EMMI），這與 IR（紅外） 的光譜波長相同。

金鑒實驗室設立儀器研發中心，自主研發的主要設備有顯微光熱分布系統、顯微紅外定位系統和激光開封系統，InGaAS EMMI(微光顯微鏡)/芯片漏電點定位系統。產品獲得中科院、暨南大學、南昌大學、華南理工大學、華中科技大學、士蘭明芯、清華同方、華燦光電、三安光電、三安集成、天電光電、瑞豐光電、國星光電等高校、科研院所和上市公司的廣泛使用，廣受老師、科研人員、技術人員的普遍贊譽。性能卓著，值得信賴。

應用范圍：

①LED故障分析

②太陽能電池評估

③半導體失效分析

④EL/PL圖像采集

⑤光通信設備分析

檢測到亮點的情況：

引起熱點的缺陷：會產生亮點的缺陷-漏電結； 接觸毛刺；熱電子效應；閂鎖效應；氧化層漏電；多晶硅晶須；襯底損傷；物理損傷等。

原本存在的亮點：飽和/有源雙極晶體管、飽和MOS/動態CMOS、正向偏置二極管/反向偏置二極管（擊穿）。

無法檢測到亮點的情況：

無光點的缺陷、歐姆接觸、金屬互聯短路、表面反型層和硅導電通路等。

金鑒自主研發的InGaAS EMMI(微光顯微鏡)/芯片漏電點定位系統與傳統CCD EMMI設備相比，優點顯著：

性能對比表

傳統CCD和InGaAs響應曲線對比圖

實測案例

①客戶送樣漏電LED芯片，通過金鑒InGaAs EMMI測試在芯片正極電極位置檢測到異常點。

②客戶送樣漏電LED倒裝芯片，通過金鑒InGaAs EMMI測試在芯片位置可檢測到異常點，并觀察到擊穿形貌。

③客戶送樣漏電LED垂直芯片，通過金鑒InGaAs EMMI測試在芯片位置可檢測到異常點。

④客戶送樣硅基芯片，通過金鑒InGaAs EMMI測試在芯片位置可檢測到異常點。

⑤客戶送測NG樣品進行漏電點定位，通過金鑒InGaAs EMMI測試漏電位置在芯片焊球的一側，位置靠近引線一側。