對於故障分析而言,微光顯微鏡(emission microscope, emmi)是一種相當有用且效率高的分析工具。主要偵測ic內(nèi)部所放出光子。在ic元件中,ehp(electron hole pairs) recombination會放出光子(photon)。舉例說明:在p-n 結(jié)加偏壓,此時n阱的電子很容易擴散到p阱,而p的空穴也容易擴散至n然後與p端的空穴(或n端的電子)做 ehp recombination。
檢測到亮點之情況:會產(chǎn)生亮點的缺陷 - 漏電結(jié)(junction leakage); 接觸毛刺(contact spiking); (熱電子效應)hot electrons;閂鎖效應( latch-up);氧化層漏電( gate oxide defects / leakage(f-n current));多晶硅晶須(poly-silicon filaments);襯底損傷(substrate damage); (物理損傷)mechanical damage等。原來就會有的亮點 - saturated/ active bipolar transistors; -saturated mos/dynamic cmos; forward biased diodes/reverse;biased diodes(break down) 等。
偵測不到亮點之情況:不會出現(xiàn)亮點的故障 -歐姆接觸;金屬互聯(lián)短路;表面反型層;硅導電通路等。亮點被遮蔽之情況 - buried junctions及l(fā)eakage sites under metal,這種情況可以采用backside模式,但是只能探測近紅外波段的發(fā)光,且需要減薄及拋光處理。obirch(光束誘導電阻變化)光誘導電阻變化(obirch)模式能快速準確的進行ic中元件的短路、布線和通孔互聯(lián)中的空洞、金屬中的硅沉積等缺陷。其工作原理是利用激光束在恒定電壓下的器件表面進行掃描,激光束部分能量轉(zhuǎn)化為熱能,如果金屬互聯(lián)線存在缺陷,缺陷處溫度將無法迅速通過金屬線傳導散開,這將導致缺陷處溫度累計升高,并進一步引起金屬線電阻以及電流變化,通過變化區(qū)域與激光束掃描位置的對應,定位缺陷位置。obirch模式具有高分辨能力,其測試精度非常高。pem(photo emission microscope)光束誘導電阻變化(obirch)功能與光發(fā)射(emmi)常見集成在一個檢測系統(tǒng),合稱pem(photo emission microscope),兩者互為補充,能夠很好的應對絕大多數(shù)失效模式。