芯片在通电状态下出现漏电、闸极氧化层缺陷、ESD 损伤、闩锁效应等失效时,缺陷点往往伴随微弱发光。InGaAs EMMI 用高灵敏度红外探测器捕捉这些光子,把失效点定位到具体坐标,为后续开封、去层、SEM 与 FIB 分析指路。适合已可加电的芯片、晶圆与封装器件的失效点定位。
一、这是什么服务
InGaAs EMMI(微光显微镜,Emission Microscopy)属于失效点定位分析环节:给样品施加偏压,让缺陷点产生电子-空穴复合发光,探测器把亮点位置与版图坐标对应起来,从图像直接读出缺陷在电路中的位置。微谱将 InGaAs EMMI 与 OBIRCH、Thermal EMMI、C-AFM 并列配置于失效点定位分析平台,可与电性失效分析(EFA)和非破坏性测试(NDT)衔接。
二、设备配置
InGaAs EMMI 一套,探测器配备制冷系统,制冷温度低*** -70℃,用于压低暗噪声、捕捉微弱发光信号。
物镜五组:0.8×、5×、20×、50×、100× 各一组,覆盖器件整体到微观区域的连续观测。
配套电性验证:IV 曲线仪、探针台、示波器、LCR、绝缘电阻测试仪,用于加电前后确认失效现象。
三、关键参数
参数 | 指标 |
步进精度 | X 轴 0.1μm,Y 轴 0.1μm,Z 轴 0.02μm |
重复精度 | X/Y/Z 轴 ±4μm |
移动范围 | X 轴 ±40mm,Y 轴 ±40mm,Z 轴 ±60mm |
制冷温度 | -70℃ |
物镜 | 0.8×、5×、20×、50×、100× |
四、能定位什么问题
漏电流路径与漏电(Leakage)位置
闸极氧化层缺陷(Gate oxide defects)
静电放电破坏(ESD Failure)
门锁效应(Latch Up)
接面漏电(Junction Leakage)
顺向偏压(Forward Bias)异常点
以上场景经 InGaAs EMMI 定位亮点位置后,可推知电路中的缺陷位置,帮助确定后续失效分析的取样点。
五、测试对象与项目
测试对象 | 可开展的项目 |
晶圆、裸芯片 | 加电发光观测、亮点定位与坐标标记 |
封装后器件 | 引脚加电下的发光定位(需确认电引出方式) |
配合项目 | 加电前后 IV 对比、失效现象确认、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的引脚;封装形态与电引出方式按项目确认。
建议提供失效样品的同时提供同批次正常样品或失效现象描述(失效电参数、发生批次与工况),便于工程师设置加电条件。
加电条件与偏置方案由工程师结合失效现象评估后确认。
七、局限与边界
EMMI 属于发光型定位,对无明显发光信号的电阻性缺陷(如低阻抗短路)灵敏度有限,此类问题可改用 Thermal EMMI(热源定位)或 OBIRCH(电阻变化定位),见本站对应页面。
发光信号强弱与缺陷类型、加电条件相关,个别失效现象可能需要多次调整偏置方案。
是否适用、预期效果,以工程师对失效现象的评估为准。
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 定位出亮点之后能直接给出根因吗?
答:EMMI 给出的是失效点位置。要落到根因,还需结合开封、去层、SEM-EDS、FIB-TEM 等物理分析手段对定位点做结构观察,微谱可在同一平台内衔接完成。
问:样品必须开封后才能测吗?
答:不一定。InGaAs 探测器对近红外波段响应,部分场景可透过硅衬底观测;是否需要开封以工程师评估为准。需要从背面观测时,样品减薄等前处理也可按项目安排。
问:没有良品对照可以做吗?
答:可以做定位,但建议提供失效电参数与工况描述;有正常样品对照时,加电条件设置与结果判读更可靠。
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,失效分析与材料表征设备覆盖 EMMI、OBIRCH、Thermal EMMI、C-AFM、SEM-EDS、FIB、TEM 等,可在同一平台内完成从失效点定位到根因分析的全链条。
十一、关联内容
Thermal EMMI 芯片发热与短路点热源定位-微谱(热源型缺陷定位)


