失效分析的目的是通过技术手段找出器件失效的根本原因,并推动改进措施的实施,从而提升生产工艺、改善产品质量、提高良率和可靠性。EMMI是在失效分析过程中经常使用的设备之一,它们能够帮助分析人员检测电气故障,并定位失效的具体位置。
1. EMMI的基本原理
EMMI(Electro-Magnetic Induced Emission)是一种光致发光显微镜技术,主要用于检测半导体器件中的电气异常。EMMI基于这样一个原理:当电流通过半导体器件中的某些故障点时,这些点会发射出与正常运行状态不同的光。通过高灵敏度的探测器,EMMI能够捕捉到这些异常发出的光信号,从而帮助工程师定位失效区域。
EMMI检测原理如下:
具体来说,当器件中的某个区域出现漏电、电迁移、或是由于工艺缺陷导致的短路或开路时,电流集中在这些缺陷处会导致局部发热和光致发光现象。EMMI设备可以捕捉这些微弱的光信号,形成一张发光图像,通过该图像可以分析失效区域。
2. EMMI的优势
非破坏性检测:EMMI是一种非破坏性测试方法,不需要对器件进行剖面切割或去层处理,适合初步分析,能够迅速判断故障位置。
高灵敏度:EMMI能够检测到非常微弱的电气异常,特别是在检测漏电和局部热点方面非常有优势。
快速定位:通过光致发光,EMMI能够迅速定位故障点,为进一步的分析提供了基础。
3. EMMI的应用场景
EMMI在许多失效分析案例中都有广泛应用,尤其是在以下几种情况下:
电气故障:如短路、漏电或电迁移导致的失效。对于像SRAM或逻辑器件中的单个bit cell失效,EMMI能够快速找到可能的失效区域。
热效应相关的故障:由于工艺问题或材料缺陷引起的局部热点,EMMI通过捕捉热发光来帮助识别。
在实际案例中,比如某网络产品的16nm工艺Shmoo异常问题,EMMI通过捕捉到的光信号,协助定位到SRAM区的某个bit cell的漏电异常,为后续的Nano-probe和PFA分析提供了基础。
我们小结一下:半导体器件失效分析是一项复杂且多学科交叉的工作,而EMMI等设备在该领域中扮演了重要角色。通过EMMI的光致发光技术,工程师可以快速定位电气故障点,并通过OBIRCH的电阻变化热成像技术进一步分析失效原因。这两种设备的协同作用可以帮助失效分析工程师快速、准确地找出器件失效的根本原因,并为改进工艺提供有力的支持。
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