EMMI微光显微镜系统

半导体芯片的内部缺陷定位是半导体芯片工艺改进和失效分析的重要技术基础。随着半导体芯片复杂程度的提升,对半导体芯片定位技术也提出了更高的要求。目前半导体芯片定位技术可分为有损和无损两大类。其中有损分析,如去层、纵切等,为不可逆的技术手段,且定位的效率极低,无法应用于失效分析工作中[1]。无损定位方法中常用的包括液晶定位技术、红外显微技术和微光显微技术(EMMI)。液晶定位技术的精度较差,且对芯片漏电流要求较为严苛,需要在m A级以上,操作难度大,对操作人员的要求较高[2];红外显微技术的精度明显优于液晶定位技术,对漏电流的要求为μA级,但红外定位仅针对特定缺陷类型有效,对于不发热的缺陷类型则无法定位[3]; EMMI对于半导体芯片内部通电后可以发光的缺陷均可实现定位,且EMMI对漏电流要求低,pA级的漏电流即可被检测。EMMI的定位精度高,对于大规模集成电路的定位具有无可比拟的优势。由于目前器件内部芯片金属互联技术的发展,使得金属化层数越来越高,工作电压越来越小,其他技术如液晶技术就无法满足其缺陷检定的要求,因此EMMI在失效分析中起着极为重要的作用。

微光显微镜EMMI:对于故障分析而言，微光显微镜（Emission Microscope, EMMI）是一种相当有用且效率极高的分析工具。主要侦测IC内部所放出光子。在IC元件中，EHP（Electron Hole Pairs）Recombination会放出光子（Photon）。如在P-N结加偏压，此时N阱的电子很容易扩散到P阱，而P的空穴也容易扩散至N，然后与P端的空穴（或N端的电子）做EHP Recombination。

EMMI应用范围：故障点定位、寻找近红外波段发光点
EMMI测试内容：
1.P-N接面漏电；P-N接面崩溃
2.饱和区晶体管的热电子
3.氧化层漏电流产生的光子激发
4.Latch up、Gate Oxide Defect、Junction Leakage、Hot Carriers Effect、ESD等问题