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失效分析的目的是通過技術(shù)手段找出器件失效的根本原因，并推動(dòng)改進(jìn)措施的實(shí)施，從而提升生產(chǎn)工藝、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高良率和可靠性。EMMI是在失效分析過程中經(jīng)常使用的設(shè)備之一，它們能夠幫助分析人員檢測(cè)電氣故障，并定位失效的具體位置。
1. EMMI的基本原理
EMMI（Electro-Magnetic Induced Emission）是一種光致發(fā)光顯微鏡技術(shù)，主要用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件中的電氣異常。EMMI基于這樣一個(gè)原理：當(dāng)電流通過半導(dǎo)體器件中的某些故障點(diǎn)時(shí)，這些點(diǎn)會(huì)發(fā)射出與正常運(yùn)行狀態(tài)不同的光。通過高靈敏度的探測(cè)器，EMMI能夠捕捉到這些異常發(fā)出的光信號(hào)，從而幫助工程師定位失效區(qū)域。
EMMI檢測(cè)原理如下：
具體來說，當(dāng)器件中的某個(gè)區(qū)域出現(xiàn)漏電、電遷移、或是由于工藝缺陷導(dǎo)致的短路或開路時(shí)，電流集中在這些缺陷處會(huì)導(dǎo)致局部發(fā)熱和光致發(fā)光現(xiàn)象。EMMI設(shè)備可以捕捉這些微弱的光信號(hào)，形成一張發(fā)光圖像，通過該圖像可以分析失效區(qū)域。
2. EMMI的優(yōu)勢(shì)
非破壞性檢測(cè)：EMMI是一種非破壞性測(cè)試方法，不需要對(duì)器件進(jìn)行剖面切割或去層處理，適合初步分析，能夠迅速判斷故障位置。
高靈敏度：EMMI能夠檢測(cè)到非常微弱的電氣異常，特別是在檢測(cè)漏電和局部熱點(diǎn)方面非常有優(yōu)勢(shì)。
快速定位：通過光致發(fā)光，EMMI能夠迅速定位故障點(diǎn)，為進(jìn)一步的分析提供了基礎(chǔ)。
3. EMMI的應(yīng)用場(chǎng)景
EMMI在許多失效分析案例中都有廣泛應(yīng)用，尤其是在以下幾種情況下：
電氣故障：如短路、漏電或電遷移導(dǎo)致的失效。對(duì)于像SRAM或邏輯器件中的單個(gè)bit cell失效，EMMI能夠快速找到可能的失效區(qū)域。
熱效應(yīng)相關(guān)的故障：由于工藝問題或材料缺陷引起的局部熱點(diǎn)，EMMI通過捕捉熱發(fā)光來幫助識(shí)別。
在實(shí)際案例中，比如某網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的16nm工藝Shmoo異常問題，EMMI通過捕捉到的光信號(hào)，協(xié)助定位到SRAM區(qū)的某個(gè)bit cell的漏電異常，為后續(xù)的Nano-probe和PFA分析提供了基礎(chǔ)。
我們小結(jié)一下：半導(dǎo)體器件失效分析是一項(xiàng)復(fù)雜且多學(xué)科交叉的工作，而EMMI等設(shè)備在該領(lǐng)域中扮演了重要角色。通過EMMI的光致發(fā)光技術(shù)，工程師可以快速定位電氣故障點(diǎn)，并通過OBIRCH的電阻變化熱成像技術(shù)進(jìn)一步分析失效原因。這兩種設(shè)備的協(xié)同作用可以幫助失效分析工程師快速、準(zhǔn)確地找出器件失效的根本原因，并為改進(jìn)工藝提供有力的支持。
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