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濱松微光顯微鏡原理是什么？

時(shí)間：2024-10-25  點(diǎn)擊次數(shù)：940

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(dǎo)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(xì)解釋：

一、工作原理

  1. 光子發(fā)射：當(dāng)對半導(dǎo)體樣品施加適當(dāng)電壓時(shí)，其失效點(diǎn)（如熱點(diǎn)、亮點(diǎn)）會因加速載流子散射或電子-空穴對的復(fù)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(dāng)于可見光和紅外光區(qū)。
  2. 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。
  3. 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(diǎn)的位置，從而實(shí)現(xiàn)對失效點(diǎn)的定位。

二、應(yīng)用與功能

濱松微光顯微鏡不僅具有故障點(diǎn)定位、尋找亮點(diǎn)和熱點(diǎn)的功能，還廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

  1. 檢測芯片封裝打線和芯片內(nèi)部線路短路。
  2. 晶體管和二極管的短路和漏電。
  3. TFT LCD面板和PCB/PCBA的金屬線路缺陷和短路。
  4. PCB/PCBA上的部分失效元器件。
  5. 介電層（Oxide）漏電。
  6. ESD閉鎖效應(yīng)。
  7. 3D封裝（Stacked Die）失效點(diǎn)的深度預(yù)估。

此外，濱松微光顯微鏡還可以與光束誘導(dǎo)電阻變化（OBIRCH）功能集成在一個(gè)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(jìn)行掃描，通過檢測金屬互聯(lián)線缺陷處溫度累計(jì)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(diǎn)，能夠快速準(zhǔn)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(dǎo)體器件在失效或缺陷狀態(tài)下發(fā)出的微量光子進(jìn)行偵測和定位。其應(yīng)用范圍廣泛，是半導(dǎo)體故障失效分析中的重要工具。

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