EMMI在半导体器件失效分析的重要性

老虎说芯|Tiger Chip|

2024-10-24 17:38:40 771

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。EMMI设备构造如下：

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。EMMI检测案例如下：

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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