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滨松微光显微镜原理是什么?

时间:2024-10-25  点击次数:122

滨松微光显微镜(EMMI,又称PEM,Photon Emission Microscope,光发射显微镜)的原理主要基于半导体器件在失效或缺陷状态下会发出微量光子的现象。以下是对其原理的详细解释:

一、工作原理

  1. 光子发射:当对半导体样品施加适当电压时,其失效点(如热点、亮点)会因加速载流子散射或电子-空穴对的复合而释放特定波长的光子。这些光子的波长范围通常在350nm到1100nm之间,相当于可见光和红外光区。
  2. 光子侦测:滨松微光显微镜配备有高灵敏度的制冷式电荷(光)耦合组件(C-CCD)侦测器,能够侦测到这些由电子-空穴结合与热载子所激发出的光子。
  3. 图像生成:经过收集和图像处理后,这些光子信号被转换成一张信号图。撤去对样品施加的电压后,再收集一张背景图。将信号图和背景图叠加之后,就可以定位发光点的位置,从而实现对失效点的定位。

二、应用与功能

滨松微光显微镜不仅具有故障点定位、寻找亮点和热点的功能,还广泛应用于以下领域:

  1. 检测芯片封装打线和芯片内部线路短路
  2. 晶体管和二极管的短路和漏电
  3. TFT LCD面板和PCB/PCBA的金属线路缺陷和短路
  4. PCB/PCBA上的部分失效元器件
  5. 介电层(Oxide)漏电
  6. ESD闭锁效应
  7. 3D封装(Stacked Die)失效点的深度预估

此外,滨松微光显微镜还可以与光束诱导电阻变化(OBIRCH)功能集成在一个检测系统中。OBIRCH技术利用激光束在恒定电压下的器件表面进行扫描,通过检测金属互联线缺陷处温度累计升高引起的电阻和电流变化,来定位缺陷位置。这种技术具有迅速、通用、洁净、简单和灵敏等优点,能够快速准确地定位IC中元件的短路、布线和通孔互联中的空洞等缺陷。

综上所述,滨松微光显微镜的原理是基于半导体器件在失效或缺陷状态下发出的微量光子进行侦测和定位。其应用范围广泛,是半导体故障失效分析中的重要工具。

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