显微镜在医学中的应用，微光显微镜EMMI/OBIRCH的原理及应用

很多朋友对显微镜在医学中的应用，微光显微镜EMMI/OBIRCH的原理及应用不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

光束诱导电阻变化（OBIRCH）功能和弱光显微镜（EMMI）通常集成在一个检测系统中，统称为PEM（光电发射显微镜），两者相辅相成，可以很好地应对大多数故障模式。

EMMI

发射显微镜（EMMI）（EMMI波长范围：400nm至1100nm）是用于检测故障位置并寻找亮点和热点（Hot Spot）的工具。通过检测由电子-空穴组合和热载流子激发的光子。在IC元件中，EHP（电子空穴对）复合会发射光子（Photon）。例如：当对pn结施加偏置电压时，n电子很容易扩散到p端，p端空穴也很容易扩散到n端，然后与p端空穴（或n端空穴）进行EHP复合。 -末端电子）。

应用范围application:

检测电路验证中各种元件缺陷、栅氧化层缺陷、ESD故障、闩锁和漏电结引起的漏电。找到CMOS图像传感器芯片和LED柔性液晶屏阵列区域的热点（Hot Spot或亮点）位置检测坏点或漏电区域、LED类型芯片、晶体管横向电流分布不均匀、漏电（Leakage）等。

应用范围application:

1、检测芯片封装线与芯片内部电路是否短路。

2、晶体管、二极管短路、漏电。

3、TFT液晶面板PCB/PCBA金属线路缺陷及短路。

4. PCB/PCBA上的一些失效元件。

5、介质层（氧化物）漏电。

6.ESD闩锁效应。

7. 3D封装（Stacked Die）失效点的深度估计。

8、芯片未开封故障点位置检测（区分封装和Die）

9、低阻抗短路（10欧姆）的问题分析，常用于分析一些未开封的样品测试，以及大型PCB上金属线路和元件的故障位置。金属层阻挡了OBIRCH和INGAAS无法检测到的泄漏（Leakage）。短路等也会用它来分析。

当检测到亮点时：

会产生亮点的缺陷——结漏电；接触尖峰； （热电子）热电子；闩锁；栅氧化层缺陷/漏电（F-N电流））；多晶硅丝；基材损坏； （物理损坏）机械损坏等。

过去会有亮点——饱和/有源双极晶体管； -饱和MOS/动态CMOS；正向偏置二极管/反向；偏置二极管（击穿）等

无法检测到亮点的情况：

不会出现亮点-欧姆接触的故障；金属互连短路；表面逆温层；硅导电通路等

亮点被覆盖的情况——金属下的埋结点和漏电点，这种情况下可以采用背面模式，但只能检测近红外波段的发光，需要减薄和抛光。

光束感应电阻变化（OBIRCH，光束感应电阻变化）

当激光作用于半导体材料时，会产生两种效应，一是热效应，二是光生载流子效应。如果激光波长的能量小于半导体的能带，则半导体中只会发生热效应；当大于或接近半导体能带时，会产生热和光生载流子，且载流子起主导作用。光生载流子效应和热效应都可以导致半导体电阻的变化（称为光导效应和热导效应），或者产生电流（分别称为光伏效应、塞贝克效应和热电效应）。 OBIRCH是一种基于半导体这种效应的新型高分辨率显微缺陷定位技术。该技术依靠背面发光显微镜，可以在大范围内准确、快速地定位集成电路中微小的故障点，并通过后续的去除层处理、电子显微镜扫描和光学显微镜观察，来定义缺陷，找出故障点。机理并进行根本原因分析，因此广泛应用于器件和集成电路的失效分析。它快速（可以通过单次成像检查复杂集成电路的发光）、多功能（可以连接到测试仪）、干净（无需膜）、简单（不与探针相互作用，无伪影）、灵敏（泄漏）电流可小至uA级）等优点。

OBIRCH 可以快速准确地检测IC 元件中的短路、布线和通孔互连中的空隙以及金属中的硅沉积等缺陷。其工作原理是利用激光束在恒压下扫描器件表面，激光束的部分能量转化为热能。如果金属互连存在缺陷，则缺陷处的温度将无法通过金属导线快速扩散，这将导致温度的累积升高，进一步导致金属导线的电阻和电流发生变化，通过变化区域与激光束扫描位置的对应关系来定位缺陷的位置。 OBIRCH模式具有高分辨率能力，测试精度可达nA级。

应用范围application:

常用于异常芯片内阻和电路漏电路径分析。

1. 可快速定位电路中的缺陷，金属线/Poly/Well短路（Metal Short/Metal Bridge）。

2、栅氧化层漏电、金属过孔/接触孔阻值异常、不同材料或厚度的短路/桥接/漏电/高阻。

3. 使用激光穿透芯片的晶体背面进行表面检查。

4.芯片故障，例如高级PCB上金属布线故障缺陷的定位。

案例一：

随着集成电路设计和工艺水平的快速发展，其线宽不断减小，集成度日益提高，集成电路的故障定位也面临着巨大的挑战。在现代集成电路的故障分析中，如何在数十亿个晶体管中快速准确地定位故障已成为一项非常重要的技术。特别是对于大规模、复杂的集成电路，如果在破坏性分析之前没有做好故障定位，后续寻找物理故障点的过程无异于大海捞针。

某型号BGA芯片输出口与地之间漏电。由于BGA芯片特殊的封装结构，拆封后无法进行测试。因此，如果开箱前没有做好故障定位，开箱后就很难找到具体的物理故障点，也就无法进行故障机理分析。因此，我们采用OBIRCH技术对其故障进行定位，在漏电端口与地之间施加电压，通过激光扫描定位芯片上的异常亮点。成功定位故障后，我们将芯片分层并用扫描电子显微镜观察。我们可以看到异常亮点处的芯片金属化有烧焦的外观。

以上知识分享希望能够帮助到大家！