在電子產(chǎn)業(yè)的半導體材料檢測中,電激勵的鎖相熱成像系統(tǒng)用途,為半導體材料的質(zhì)量提升提供了重要保障。半導體材料的質(zhì)量直接影響半導體器件的性能,材料中存在的摻雜不均、位錯、微裂紋等缺陷,會導致器件的電學性能和熱學性能下降。通過對半導體材料施加電激勵,使材料內(nèi)部產(chǎn)生電流,缺陷處由于導電性能和導熱性能的異常,會產(chǎn)生局部的溫度差異。鎖相熱成像系統(tǒng)能夠敏銳地檢測到這些溫度差異,并通過分析溫度場的分布特征,評估材料的質(zhì)量狀況。例如,在檢測硅晶圓時,系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)晶圓表面的摻雜不均區(qū)域,這些區(qū)域會影響后續(xù)芯片制造的光刻和刻蝕工藝;在檢測碳化硅材料時,能夠識別出材料內(nèi)部的微裂紋,這些裂紋會導致器件在高壓工作時發(fā)生擊穿。檢測結(jié)果為半導體材料生產(chǎn)企業(yè)提供了詳細的質(zhì)量反饋,幫助企業(yè)優(yōu)化材料生長工藝,提升電子產(chǎn)業(yè)上游材料的品質(zhì)。高靈敏度紅外相機( mK 級),需滿足高幀率(至少為激勵頻率的 2 倍,遵循采樣定理)以捕捉周期性溫度變化。熱發(fā)射顯微鏡鎖相紅外熱成像系統(tǒng)P10
在電子產(chǎn)業(yè)中,電激勵與鎖相熱成像系統(tǒng)的結(jié)合為電子元件檢測帶來了前所未有的高效解決方案。電激勵的原理是向電子元件施加特定頻率的周期性電流,利用電流通過導體時產(chǎn)生的焦耳效應,使元件內(nèi)部產(chǎn)生均勻且可控的熱量。當元件存在短路、虛焊、內(nèi)部裂紋等缺陷時,缺陷區(qū)域的熱傳導特性會與正常區(qū)域產(chǎn)生明顯差異,進而導致溫度分布出現(xiàn)異常。鎖相熱成像系統(tǒng)憑借其高靈敏度的紅外探測能力和先進的鎖相處理技術(shù),能夠捕捉這些細微的溫度變化,即使是微米級的缺陷也能被清晰識別。與傳統(tǒng)的探針檢測或破壞性檢測方法相比,這種非接觸式的檢測方式無需拆解元件,從根本上避免了對元件的損傷,同時還能實現(xiàn)大批量元件的快速檢測。例如,在手機芯片的批量質(zhì)檢中,該系統(tǒng)可在幾分鐘內(nèi)完成數(shù)百片芯片的檢測,提升了電子產(chǎn)業(yè)質(zhì)檢環(huán)節(jié)的效率和產(chǎn)品的可靠性。IC鎖相紅外熱成像系統(tǒng)平臺電激勵模式多樣,適配鎖相熱成像系統(tǒng)不同需求。
鎖相熱成像系統(tǒng)在發(fā)展過程中也面臨著一些技術(shù)難點,其中如何優(yōu)化熱激勵方式與信號處理算法是問題。熱激勵方式的合理性直接影響檢測的靈敏度和準確性,不同的被測物體需要不同的激勵參數(shù);而信號處理算法則決定了能否從復雜的信號中有效提取出有用信息。為此,研究人員不斷進行探索和創(chuàng)新,通過改進光源調(diào)制頻率,使其更適應不同檢測場景,開發(fā)多頻融合算法,提高信號處理的效率和精度等方式,持續(xù)提升系統(tǒng)的檢測速度與缺陷識別精度。未來,隨著新型材料的研發(fā)和傳感器技術(shù)的不斷進步,鎖相熱成像系統(tǒng)的性能將進一步提升,其應用領域也將得到的拓展,為更多行業(yè)帶來技術(shù)革新。
OBIRCH與EMMI技術(shù)在集成電路失效分析領域中扮演著互補的角色,其主要差異體現(xiàn)在檢測原理及應用領域。具體而言,EMMI技術(shù)通過光子檢測手段來精確定位漏電或發(fā)光故障點,而OBIRCH技術(shù)則依賴于激光誘導電阻變化來識別短路或阻值異常區(qū)域。這兩種技術(shù)通常被整合于同一檢測系統(tǒng)(即PEM系統(tǒng))中,其中EMMI技術(shù)在探測光子發(fā)射類缺陷,如漏電流方面表現(xiàn)出色,而OBIRCH技術(shù)則對金屬層遮蔽下的短路現(xiàn)象具有更高的敏感度。例如,EMMI技術(shù)能夠有效檢測未開封芯片中的失效點,而OBIRCH技術(shù)則能有效解決低阻抗(<10 ohm)短路問題。檢測速度快,但鎖相熱紅外電激勵成像所得的位相圖不受物體表面情況影響,對深層缺陷檢測效果更好。
鎖相頻率越高,得到的空間分辨率則越高。然而,對于鎖相紅外熱成像系統(tǒng)來說,較高的頻率往往會降低待檢測的熱發(fā)射。這是許多 LIT系統(tǒng)的限制。RTTLIT系統(tǒng)通過提供一個獨特的系統(tǒng)架構(gòu)克服了這一限制,在該架構(gòu)中,可以在"無限"的時間內(nèi)累積更高頻率的 LIT 數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集持續(xù)延長,數(shù)據(jù)分辨率提高。系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的時間越長,靈敏度越高。當試圖以極低的功率級采集數(shù)據(jù)或必須從弱故障模式中采集數(shù)據(jù)時,鎖相紅外熱成像RTTLIT系統(tǒng)的這一特點尤其有價值。電激勵激發(fā)缺陷熱特征,鎖相熱成像系統(tǒng)識別。紅外光譜鎖相紅外熱成像系統(tǒng)價格
高靈敏度鎖相熱成像技術(shù)能夠檢測到極微小的熱信號,可檢測低至uA級漏電流或微短路缺陷。熱發(fā)射顯微鏡鎖相紅外熱成像系統(tǒng)P10
電激勵的參數(shù)設置對鎖相熱成像系統(tǒng)在電子產(chǎn)業(yè)的檢測效果有著決定性的影響,需要根據(jù)不同的檢測對象進行精細調(diào)控。電流大小的選擇尤為關鍵,必須嚴格適配電子元件的額定耐流值。如果電流過小,產(chǎn)生的熱量不足以激發(fā)明顯的溫度響應,系統(tǒng)將難以捕捉到缺陷信號;
而電流過大則可能導致元件過熱損壞,造成不必要的損失。頻率的選擇同樣不容忽視,高頻電激勵產(chǎn)生的熱量主要集中在元件表面,適合檢測表層的焊接缺陷、線路斷路等問題;低頻電激勵則能使熱量滲透到元件內(nèi)部,可有效探測深層的結(jié)構(gòu)缺陷,如芯片內(nèi)部的晶格缺陷。在檢測復雜的集成電路時,技術(shù)人員往往需要通過多次試驗,確定比較好的電流和頻率參數(shù)組合,以確保系統(tǒng)能夠清晰區(qū)分正常區(qū)域和缺陷區(qū)域的溫度信號,從而保障檢測結(jié)果的準確性。例如,在檢測高精度的傳感器芯片時,通常會采用低電流、多頻率的電激勵方式,以避免對芯片的敏感元件造成干擾。 熱發(fā)射顯微鏡鎖相紅外熱成像系統(tǒng)P10