光诱导电阻变化（obirch）常见集成电路失效分析

金鉴实验室：

微光显微镜（EMMI）和光诱导电阻变化（OBIRCH）常见集成在一个检测系统，合称PEM（Photo Emission Microscope），两者互为补充，能够很好的应对绝大多数失效模式，比如检测细微漏电，快速失效定位。

微光显微镜（Emission Microscope,EMMI）

（传统EMMI波长范围：400nm到1100nm ，InGaAs EMMI波长范围900-1700 nm）是用来侦测故障点定位，寻找亮点、热点（Hot Spot）的工具。通过侦测电子-空穴复合所激发出的光子与热载流子。在IC元件中，EHP（Electron Hole Pairs）复合会放出光子（Photon）。举例说明：在pn 结加偏压，此时n的电子很容易扩散到p，而p的空穴也容易扩散至n后与p端的空穴（或n端的电子）做 EHP复合发射出光子，最终被EMMI侦测到。

应用范围：

侦测各种组件缺陷所产生的漏电等，闸极氧化层缺陷（Gate oxide defects）、静电放电破坏（ESD Failure）、在电路验证中产生闩锁效应（Latch Up）及漏电（Leakage）接面漏电（Junction Leakage）、顺向偏压（Forward Bias）及在饱和区域操作的晶体管，均可由EMMI定位，找热点（Hot Spot或找亮点）位置CMOS图像传感芯片及LED柔性液晶屏阵列区域的坏点或漏电区域的侦测、LED类型的芯片晶体管横向电流分布不均漏电（Leakage）等等。

具体应用：

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；

8.芯片未开封的失效点的定位侦测（区分封装于Die）

9.低阻抗短路（＜10 ohm）的问题分析常用于分析一些未开盖的样品测试，以及大型PCB上的金属线路及元器件的失效定位，金属层遮挡OBIRCH及InGaAs无法侦测的漏电（Leakage）、短路等情况也会使用其进行分析。

光诱导电阻变化（OBIRCH，Optical Beam Induced Resistance Change），激光作用于半导体材料时，会产生两种效应，一种是热效应，另一种是光生载流子效应。如果激光波长的能量小于半导体能带，半导体仅仅发生热效应；当大于或接近半导体能带时，会产生热和光生载流子，且载流子占主导作用。光生载流子效应和热效应均能导致半导体电阻发生变化（分别称做光电导效应和热电导效应），或者产生电流（分别称为光生伏特效应和塞贝克效应，热电效应）。OBIRCH正是基于半导体的这种效应的新型高分辨率微观缺陷定位技术，该技术依托于背面光发射显微镜，可以在大范围内准确并迅速定位集成电路中的微小失效点，并通过后续的去层处理、电镜扫描和光学显微镜观察，对缺陷进行界定，找出失效机理并进行根因分析，因而在器件和集成电路失效分析中得到广泛应用。它具有迅速（只需通过一次成像就能检查复杂集成电路的发光）、通用（能与测试仪相连）、洁净（不需薄膜）、简单（与探针无相互作用，不会人为产生问题）、灵敏（漏电流可以小至uA量级）等优点。

OBIRCH能快速准确的进行IC中元件的短路、布线和通孔互联中的空洞、金属中的硅沉积等缺陷。其工作原理是利用激光束在恒定电压下的器件表面进行扫描，激光束部分能量转化为热能，如果金属互联线存在缺陷，缺陷处温度将无法迅速通过金属线传导散开，这将导致缺陷处温度累计升高，并进一步引起金属线电阻以及电流变化，通过变化区域与激光束扫描位置的对应，定位缺陷位置。OBIRCH模式具有高分辨能力，其测试精度可达nA级。

应用范围：

常用于芯片内部电阻异常及电路漏电路径分析。

1.可快速对电路中缺陷定位，金属线/Poly/Well短路（Metal Short/Metal Bridge）。

2.闸极氧化层漏电，金属导通孔/接触孔阻值异常任何有材质或厚度不一样的Short/Bridge/Leakage/High Resistance。

3.利用激光穿透芯片背面晶背进行表面检查。

4.高级PCB上的金属走线失效缺陷的定位等的芯片失效情况。

电学失效分析定位技术对比图（其中LC为液晶热点定位技术）

金鉴实验室是一家专注于第三代半导体氮化镓和碳化硅芯片和器件失效分析的新业态的科研检测机构，具备国家认可及授权的CMA/CNAS资质，并是工信部认定的“国家中小企业公共服务示范平台”，广东省工信厅认定的“LED失效分析公共服务示范平台”，广州市中级人民法院司法鉴定专业委托机构。

金鉴实验室拥有一支由国家级人才工程入选者和行业资深管理和技术专家组成的团队，博士、研究生、本科生以上学历人员占比超过90％，专业涵盖光电、电子、化学、材料等各个方向，大部分有三代半导体材料和器件工厂工作经历。团队每月积累数百个行业案例分析经验，在半导体芯片和器件材料检测与失效分析领域已达到了世界领先水平。

金鉴自研EMMI定位系统

金鉴实验室拥有自主研发的EMMI，如下图所示。

仪器特点：

①InGaAs采集相机，在近红外区域具备高灵敏度；

②分辨率高；

③多倍率图像采集：5X~100X；

④超低温电制冷降低暗电流带来的信噪；

⑤电制冷/空气冷却自由转换。

应用范围：

①LED故障分析

②太阳能电池评估

③半导体失效分析

④EL/PL图像采集

⑤光通信设备分析

案例分析

客户送样漏电LED芯片，通过InGaAs EMMI测试在芯片正极电极位置检测到异常点。

客户送样漏电LED倒装芯片，通过InGaAs EMMI测试在芯片位置可检测到异常点，并观察到击穿形貌。

客户送样漏电LED垂直芯片，通过InGaAs EMMI测试在芯片位置可检测到异常点。

客户送样硅基芯片，通过InGaAs EMMI测试在芯片位置可检测到异常点。

异常点

三安光电(SH600703)聚灿光电(SZ300708)兆驰股份(SZ002429)

股海小猎手：

兆驰股份(SZ002429)天线宝宝

翻过身再来一吓：

兆驰股份(SZ002429)翻过身再来一吓

流水的痕迹：

科陆电子(SZ002121)现在的箱体该是
9.5-13吧，洗筹中。这个庄家就是这样的，做T+持股两相宜。兆驰股份(SZ002429)