EMMIOBIRCH原理及应用.ppt
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1、EMMI/OBIRCH的原理及应用,QRA/FA,Zhouhao,半导体器件和电路制造技术飞速发展,器件特征尺寸不断下降,而集成度不断上升。这两方面的变化都给失效缺陷定位和失效机理的分析带来巨大的挑战。而激光扫描显微技术(IR-OBIRCH: Infra-Red Optical Induced Resistance Change)和光发射显微技术(PEM: Photo Emission Microscope) 作为一种新型的高分辨率微观缺陷定位技术,能够在大范围内迅速准确地进行器件失效缺陷定位,因而在器件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IC的发光)、有通用性(能
2、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。,Abstract,Failure Analysis Flow,将宏观的电学测试和微观的结构剖析连接起来,OBIRCH的基本原理 OBIRCH lock-in简介 OBIRCH的应用及实际失效案例分析 EMMI的基本原理 Advanced EMMI (InGaAs)简介 EMMI的应用及实际失效案例分析 OBIRCH与EMMI的区别,Outlines,OBIRCH的基本原理 OBIRCH lock-in简介 OBIRCH的应用及实际失效案例分析 EMMI的基本原理 Advance
3、d EMMI (InGaAs)简介 EMMI的应用及实际失效案例分析 OBIRCH与EMMI的区别,Construction and BASIC-Principle of IR-OBIRCH,Bias apply to device using with voltage source or current source. When laser scan, current (or voltage) is changed caused by resistance change with laser heating at the laser beam point.,OBIRCH的基本原理 OBIRC
4、H lock-in简介 OBIRCH的应用及实际失效案例分析 EMMI的基本原理 Advanced EMMI (InGaAs)简介 EMMI的应用及实际失效案例分析 OBIRCH与EMMI的区别,Principle of Lock-in Detection Method,OBIRCH的基本原理 OBIRCH lock-in简介 OBIRCH的应用及实际失效案例分析 EMMI的基本原理 Advanced EMMI (InGaAs)简介 EMMI的应用及实际失效案例分析 OBIRCH与EMMI的区别,Case Study of IR-OBIRCH,Via Chain Resistance Rela
5、ted,Metal Short Related,CSMC Real Case Study,Why PVC?,CSMC Real Case Study,OBIRCH的基本原理 OBIRCH lock-in简介 OBIRCH的应用及实际失效案例分析 EMMI的基本原理 Advanced EMMI (InGaAs)简介 EMMI的应用及实际失效案例分析 OBIRCH与EMMI的区别,Construction of Photo Emission,Principle of Photo Emission,Type B (broad spectrum from visible to nearly IR) C
6、urrent leakage at reversed biased PN junction Micro plasma leakage at oxide layer Hot electrons,Bremsstrahlung or Intra-band recombination,Type A (narrow spectrum at nearly IR) Forward biased PN junction Latch-up of CMOS device,Recombination of minority carrier,Forward biased PN junction,Type A:少子注入
7、pn结的复合辐射,非平衡少数载流子注入到势垒和扩散区并与多数载流子复合而产生光子;(如正偏结、三极管、闩锁),光子由距p-n结一个扩散长度内的注入载流子从导带到价带的复合所产生。因此其光谱中强度峰值处于硅的禁带宽度(1.1eV,1100nm)处。,p-n结正向偏置时,发光的空间分布相对均匀,下图是正向偏置的p-n结的发光原理示意图和实际EMMI相片:,1.正偏p-n结及其相关结构的发光机制,Latch-up of CMOS device,2.闩锁时的发光机制 闩锁是CMOS电路中的一种失效机制。当发生闩锁时,两个寄生晶体管的发射结都正偏,在寄生晶体管中流过很大的电流,从而产生发光。这时的结电流
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