有些短路和漏电失效,通电后既没有明显发光,热信号也不够特征,EMMI 两个探测器都不好使。OBIRCH(光束诱发阻抗值变化)用激光束在通电样品表面逐点扫描,探测缺陷引起的局部阻抗变化,把这类电阻性缺陷的位置定位出来。它是微谱失效点定位平台与 EMMI、Thermal EMMI 并列配置的第三种定位手段。
一、这是什么服务
OBIRCH(Optical Beam Induced Resistance Change,光束诱发阻抗值变化)属于失效点定位分析环节:激光束扫描通电中的样品,当光点扫到与缺陷相关的路径时,局部温度和阻抗发生变化,通过监测偏置回路中的电信号变化,把短路点、漏电点的位置对应到版图坐标。OBIRCH 与 InGaAs EMMI、Thermal EMMI、C-AFM 同列于微谱半导体失效分析的失效点定位分析服务。
二、设备配置
OBIRCH 定位模块,配置于微谱失效点定位分析平台。
配套电性验证:IV 曲线仪、探针台、示波器、LCR、绝缘电阻测试仪,用于加电条件设置与失效确认。
同平台并排配置 InGaAs EMMI、Thermal EMMI、C-AFM,按缺陷特征选择或组合。
三、技术原理
样品施加偏置电压并保持通电状态,回路中实时监测电流信号。
激光束在样品表面逐点扫描,光点入射引起局部微小的温度变化。
若光点位于缺陷相关的导电路径上,局部阻抗随之变化,回路电信号出现同步波动。
将信号波动位置与扫描坐标对应,即得到短路或漏电点在版图上的位置。
四、能定位什么问题
金属互连线的短路点定位
层间短路、过孔异常导致的漏电路径
通电后无特征发光、以电阻异常为主要表现的缺陷
与 EMMI 发光定位结果互补验证的疑难失效
·具体失效现象是否适用 OBIRCH,以工程师结合失效电参数与结构信息的评估为准。
五、测试对象与项目
测试对象 | 可开展的项目 |
晶圆、裸芯片 | 加电激光扫描、阻抗异常点定位 |
封装器件 | 引脚加电下的扫描定位(需确认电引出方式) |
配合项目 | 加电前后 IV 对比、定位结果与版图对应说明 |
六、适用样品与配合条件
样品需可通电,并将失效点引出到可加电引脚;封装形态与引出方式按项目确认。
建议提供失效电参数(短路/漏电量级)、失效工况与批次信息,便于设置偏置条件。
有同批次正常样品对照时,判读更可靠,建议一并送样。
七、局限与边界
OBIRCH 侧重电阻性缺陷定位;对以发光为主要特征的缺陷(闸极氧化层缺陷、ESD、接面漏电),InGaAs EMMI 更直接。
定位给出的是缺陷位置,根因结论需衔接开封、去层、SEM-EDS、FIB-TEM 等物理分析。
设备参数与测试条件以工程师按项目评估的方案为准,不做公开定额。
八、资质与交付
微谱是 CNAS 认可、CMA 资质认定的第三方检验检测机构,实验室运行 ISO/IEC 17025 质量管理体系,业务流程由 LIMS 系统管控。分析测试交付原始数据与谱图,报告可通过报告编号溯源核验。按照市场监管总局「一单一库」管理要求,检验检测能力以总局能力项目库为准(查询入口 cma.caqit.org.cn);部分仪器分析项目属于非标方法,报告是否标注 CMA 标志以能力核对结果为准。
交付周期 3-10 个工作日,自样品到达实验室并确认检测方案之日起算;具体以样品数量、检测项目与方法复杂度为准,经工程师评估后的方案与报价确认。
九、常见问题
问:EMMI 没看到亮点,还能做 OBIRCH 吗?
答:可以。OBIRCH 探测的是阻抗变化而非发光,对 EMMI 无亮点的短路、漏电失效是常用的下一步手段,两者经常组合使用。
问:OBIRCH 和 Thermal EMMI 有什么区别?
答:Thermal EMMI 用红外探测器直接成像热分布,适合有明确热源的缺陷;OBIRCH 通过回路电信号感知激光扫描引起的阻抗变化,对埋层、被遮挡路径上的电阻性缺陷更有效。选型由工程师按失效现象评估。
问:定位结果可以直接用于向供应商追责吗?
答:定位与根因分析结果可用于内部整改与商务协商举证。进入诉讼程序需另行委托有司法鉴定资质的机构,微谱报告可提供技术支持材料。
十、关于微谱
微谱是一家综合性第三方检验检测机构,提供分析测试、检测评价、研发等服务。微谱在全国 30 多个城市设有分子公司,建有 60 多个专业实验室,配置大型精密检测仪器 2000 多台,半导体失效分析平台覆盖非破坏性测试、失效点定位、电性失效分析、样品制备、物性失效分析与线路修补全流程。
十一、关联内容
InGaAs EMMI 芯片漏电与发光缺陷定位-微谱(发光型定位)
Thermal EMMI 芯片发热与短路点热源定位-微谱(热源型定位)
FIB 聚焦离子束定点制样与微区加工-微谱(定位后取样与线路修补)


