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濱松微光顯微鏡原理是什么?
時間:2024-10-25 點擊次數(shù):10
濱松微光顯微鏡(EMMI,又稱PEM,Photon Emission Microscope,光發(fā)射顯微鏡)的原理主要基于半導體器件在失效或缺陷狀態(tài)下會發(fā)出微量光子的現(xiàn)象。以下是對其原理的詳細解釋:
一、工作原理
- 光子發(fā)射:當對半導體樣品施加適當電壓時,其失效點(如熱點、亮點)會因加速載流子散射或電子-空穴對的復合而釋放特定波長的光子。這些光子的波長范圍通常在350nm到1100nm之間,相當于可見光和紅外光區(qū)。
- 光子偵測:濱松微光顯微鏡配備有高靈敏度的制冷式電荷(光)耦合組件(C-CCD)偵測器,能夠偵測到這些由電子-空穴結(jié)合與熱載子所激發(fā)出的光子。
- 圖像生成:經(jīng)過收集和圖像處理后,這些光子信號被轉(zhuǎn)換成一張信號圖。撤去對樣品施加的電壓后,再收集一張背景圖。將信號圖和背景圖疊加之后,就可以定位發(fā)光點的位置,從而實現(xiàn)對失效點的定位。
二、應用與功能
濱松微光顯微鏡不僅具有故障點定位、尋找亮點和熱點的功能,還廣泛應用于以下領(lǐng)域:
- 檢測芯片封裝打線和芯片內(nèi)部線路短路。
- 晶體管和二極管的短路和漏電。
- TFT LCD面板和PCB/PCBA的金屬線路缺陷和短路。
- PCB/PCBA上的部分失效元器件。
- 介電層(Oxide)漏電。
- ESD閉鎖效應。
- 3D封裝(Stacked Die)失效點的深度預估。
此外,濱松微光顯微鏡還可以與光束誘導電阻變化(OBIRCH)功能集成在一個檢測系統(tǒng)中。OBIRCH技術(shù)利用激光束在恒定電壓下的器件表面進行掃描,通過檢測金屬互聯(lián)線缺陷處溫度累計升高引起的電阻和電流變化,來定位缺陷位置。這種技術(shù)具有迅速、通用、潔凈、簡單和靈敏等優(yōu)點,能夠快速準確地定位IC中元件的短路、布線和通孔互聯(lián)中的空洞等缺陷。
綜上所述,濱松微光顯微鏡的原理是基于半導體器件在失效或缺陷狀態(tài)下發(fā)出的微量光子進行偵測和定位。其應用范圍廣泛,是半導體故障失效分析中的重要工具。