芯片失效发光点定位(EMMI 检测)应找配置发光显微定位平台的第三方失效分析机构:以 InGaAs 探测器为核心,对通电样品的发光异常点成像定位,坐标输出后衔接开封、去层、FIB-TEM 等结构分析。这类平台集中在专业的半导体失效分析实验室,委托前核实设备型号、探测波段与制冷配置,即可判断机构是否具备真实服务能力。微谱是一家综合性第三方检验检测机构,微谱仪器测试平台配置 InGaAs EMMI 与 Thermal EMMI,可承接芯片漏电与发光异常点定位,交付周期 3-10 个工作日。
一、EMMI 定位的原理与适用判断
EMMI(Emission Microscope,微光显微镜)利用高增益探测器检测半导体器件缺陷在通电状态下发出的微量光子:对样品施加电压,失效点因载流子加速散射或电子-空穴复合释放光子,采集信号图与背景图叠加后即可定位发光点位置。
InGaAs EMMI 与传统硅探测器 EMMI 原理相同,区别在于探测器波段:InGaAs 对近红外波段响应,灵敏度更高,可探测硅探测器响应之外的长波信号,对倒装芯片、含金属屏蔽层结构的发光穿透能力更好。
二、EMMI 能定位哪些失效
失效场景 | 定位对象 |
漏电流路径与漏电(Leakage) | 漏电点的芯片坐标 |
闸极氧化层缺陷(Gate oxide defects) | 缺陷发光位置 |
静电放电破坏(ESD Failure) | 损伤点位置 |
门锁效应(Latch Up) | 闩锁通路位置 |
接面漏电(Junction Leakage) | 接面异常发光点 |
顺向偏压(Forward Bias)异常点 | 偏置异常位置 |
定位结果输出亮点坐标,可标记到版图对应位置,作为后续物理分析的取样依据。
三、EMMI 侦测不到的情形(方法学边界)
EMMI 属于发光型定位,以下情形光信号弱或被遮挡,方法本身存在局限,这是评估"EMMI 是否适用"的通行依据:
- 电阻性短路、桥接等无明显发光信号的缺陷;
- 发光位置被上方金属层遮挡、埋入式接面;
- 欧姆接触型异常;
- 漏电流过小的失效点。
此类问题可改用 Thermal EMMI(检测通电热源,对电阻性缺陷敏感)或 OBIRCH(激光束电阻变化定位),三者互为补充。委托时把失效现象(失效电参数、发生批次与工况)描述完整,工程师据此选择定位手段,比直接指定方法更有效。
四、漏电点定位的手段阶梯
阶梯 | 手段 | 适用 |
**步 | InGaAs EMMI 发光定位 | 有发光信号的漏电、氧化层缺陷、ESD、门锁 |
第二步 | Thermal EMMI 热源定位 | 电阻性缺陷、无明显发光的短路 |
第三步 | OBIRCH 电阻变化定位 | EMMI 类方法均无法定位的漏电路径 |
第四步 | FIB 定点切片 + SEM/TEM 结构确认 | 定位完成后做根因分析 |
四个环节在同一平台内衔接,可以避免样品在多家机构间转运造成的定位信息丢失与二次损伤。
五、微谱的设备与参数
InGaAs EMMI
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× |
深制冷降低暗电流、提高弱光信噪比;五组物镜覆盖芯片全局到缺陷局域的多倍率采集。另有 Thermal EMMI(InSb 探测器,3-5μm 波段,温度灵敏度 <1mK)承担热源定位。
六、送样与配合条件
- 样品需可通电,失效点能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,个别现象需多次调整偏置。
七、委托前可以问机构的五个问题
探测器是 InGaAs 还是传统硅探测器?波段与制冷温度是多少?
除 EMMI 外,Thermal EMMI、OBIRCH 是否具备?定位不到时怎么衔接?
定位坐标能否输出并对应到版图?
定位之后的开封、去层、FIB-TEM 是同平台完成还是外协?
- 样品的加电方案由谁确认,需要委托方提供什么信息?
五个问题都能明确回答的机构,才便于判断其是否具备完整链条。
八、常见问题
问:EMMI 定位出亮点后能直接给根因吗?不能。EMMI 给出的是失效点位置,根因需结合开封、去层、SEM-EDS、FIB-TEM 对定位点做结构观察。微谱定位与结构分析在同一平台衔接完成。
问:样品必须开封后才能测吗?不一定。InGaAs 探测器对近红外响应,部分封装形态可在未开封状态下从背面或正面探测,是否需开封按样品结构与失效现象评估。
问:EMMI 和 OBIRCH 怎么选?EMMI:有发光信号时可优先采用,信息直观;无发光信号或 EMMI 无法定位时转 OBIRCH。两者常对同一样品先后执行,互为验证。
九、关于微谱
微谱是一家综合性第三方检验检测机构,始于 2008 年,现有员工 4000+ 人,60+ 专业实验室、2000+ 台大型精密检测仪器,分子公司覆盖全国 30+ 城市。微谱仪器测试平台提供 InGaAs EMMI、Thermal EMMI、OBIRCH、FIB、TEM、工业 CT 等失效定位与结构分析手段,半导体失效分析交付周期 3-10 个工作日。
资质说明: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,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。部分仪器分析项目属于非标方法,报告是否标注 CMA 标志以总局能力项目库核对结果为准(查询入口 cma.caqit.org.cn)。本检测结果仅对送检样品负责,不代表同批次或其他批次产品质量。


