一种基于高温光发射显微分析技术的失效点定位方法技术

本发明专利技术提供一种基于高温光发射显微分析技术的失效点定位方法，属于失效分析技术领域，包括：提供一具有承载平台的加热装置、一温度监测装置、一电压激励源以及一检测组件，将测试样品放置于承载平台上，并将电压激励源连接测试样品；通过加热装置将测试样品加热到预定温度，温度监测装置提供给测试者监测测试样品的实时温度，在实时温度到达预定温度时通过电压激励源向测试样品施加预定数值的电压激励，通过检测组件进行基于光发射显微分析技术的检测操作得到失效点的定位信息。本发明专利技术的有益效果：定位处于高温状态下的测试样品的漏电失效点，以找到失效原因，提升经济效益。

A Failure Point Location Method Based on High Temperature Optical Emission Microscopy

The invention provides a failure point location method based on high temperature optical emission microscopy analysis technology, which belongs to the field of failure analysis technology, including: providing a heating device with a bearing platform, a temperature monitoring device, a voltage excitation source and a detection component, placing the test sample on the bearing platform, and connecting the voltage excitation source to the test sample; and testing through a heating device. When the sample is heated to a predetermined temperature, the temperature monitoring device provides the tester with the real-time temperature to monitor the test sample. When the real-time temperature reaches a predetermined temperature, a voltage excitation source is used to excite the test sample with a predetermined value. The location information of the failure point is obtained through the detection operation based on the optical emission microscopy analysis technology by the detection module. The beneficial effect of the invention is to locate the leakage failure point of the test sample under the high temperature condition so as to find the failure reason and improve the economic benefit.

【技术实现步骤摘要】
一种基于高温光发射显微分析技术的失效点定位方法
本专利技术涉及失效分析
，尤其涉及一种基于高温光发射显微分析技术的失效点定位方法。
技术介绍
常温下光发射显微分析技术(EmissionMicroscope，EMMI)实验方法如图1所示，承载平台2上的测试样品1在电压激励条件下，漏电失效位置发射出光子，箭头方向表示光子发射方向，由电荷耦合器件(chargecoupleddevice，CCD)相机探测收集发射光子，再经过光电转换，图像处理和图像叠加得到失效点定位，整个过程均在常温下进行。存在的问题：对于测试芯片的漏电情况在常温和高温两种环境下存在差异时，上述实验方法只是对芯片在常温环境下的漏电位置的定位，无法做到对芯片在高温环境下的漏电位置的定位。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种能够对测试样品在高温环境下的漏电失效位置进行失效点定位的基于高温光发射显微分析技术的失效点定位方法。本专利技术采用如下技术方案：一种基于高温光发射显微分析技术的失效点定位方法，用于对测试样品在高温环境下的失效点进行定位，以得到失效点的定位信息；所述实现方法包括：步骤S1、提供一具有承载平台的加热装置、一温度监测装置、一电压激励源以及一检测组件，将测试样品放置于所述承载平台上，并将所述电压激励源连接所述测试样品；步骤S2、通过所述加热装置将所述测试样品加热到预定温度，所述温度监测装置提供给测试者监测所述测试样品的实时温度，在所述实时温度到达所述预定温度时通过所述电压激励源向所述测试样品施加预定数值的电压激励，通过所述检测组件进行基于光发射显微分析技术的检测操作得到所述失效点的所述定位信息。优选的，检测操作包括采集所述测试样品的光发射分析图像、将所述测试样品的所述光发射分析图像和实物像叠加比对得到所述失效点的所述定位信息。优选的，所述检测组件包括：检测相机，设置于所述承载平台上方，用于采集所述测试样品发射的光子；图像处理装置，连接所述检测相机，用于对所述检测相机采集的所述光子进行光电转换处理得到所述光发射分析图像并输出；图像叠加装置，连接所述图像处理装置，用于接收所述图像处理装置，并将所述测试样品的所述光发射分析图像和预先存储的所述测试样品的实物像叠加比对得到比对图像并输出；失效点定位装置，连接所述图像叠加装置，用于接收所述比对图像并进行分析处理得到所述失效点的所述定位信息。优选的，所述加热装置包括：恒温绝缘型热敏电阻陶瓷加热器，连接所述承载平台，用于加热所述承载平台和放置在所述承载平台上的所述测试样品。优选的，所述加热装置的加热温度可达220±10℃。优选的，所述温度监测装置为列表式温度计。优选的，所述温度监测装置的温度测量范围为-200℃～1333℃。优选的，所述检测相机为电荷耦合器件相机。优选的，所述测试样品的种类包括芯片。本专利技术的有益效果：可以实现让测试样品处于加热状态下，进行EMMI实验，模拟测试样品在高温实验状态下的漏电状态，定位处于高温状态下的测试样品的漏电失效点，有助于之后的物理分析，以找到失效原因，从而改善工艺生产或实际应用中存在的问题，提高产品质量，提升经济效益。附图说明图1为现有技术中，常温下光发射显微分析技术的实现方法的示意图；图2为本专利技术的一种优选实施例中，高温光发射显微分析技术的实现方法的示意图；图3为本专利技术的一种优选实施例中，基于高温光发射显微分析技术的失效点定位方法的流程图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明：如2-3所示，一种基于高温光发射显微分析技术的失效点定位方法，其特征在于，用于对测试样品3在高温环境下的失效点进行定位，以得到失效点的定位信息；上述实现方法包括：步骤S1、提供一具有承载平台6的加热装置、一温度监测装置、一电压激励源8以及一检测组件，将测试样品3放置于上述承载平台6上，并将上述电压激励源8连接上述测试样品3；步骤S2、通过上述加热装置将上述测试样品3加热到预定温度，上述温度监测装置提供给测试者监测上述测试样品3的实时温度，在上述实时温度到达上述预定温度时通过上述电压激励源8向上述测试样品3施加预定数值的电压激励，通过上述检测组件进行基于光发射显微分析技术的检测操作得到上述失效点的上述定位信息。在测试样品3，例如芯片的可靠性验证或应用中有的会涉及到高温环境条件，例如高温反偏压实验(HighTemperatureReverseBiasTest，HTRB)，高温栅偏压实验(HighTemperatureGateBias，HTGB)，高温操作寿命(HighTempOperationLife，HTOL)等等；在这些实验进行过程中，芯片处于一个恶化的高温环境中，如果芯片内部存在薄弱点甚至存在缺陷，其受高温影响恶化，从而导致芯片漏电出现异常状况。但是这种漏电流异常状态在常温下又无法再现，如何来找到处于高温状态下的芯片的漏电失效点是失效分析领域的一个课题，目前，常用光发射显微镜分析技术(EMMI)等缺陷定位分析技术来对失效样品进行失效点定位，这些实验都是在常温环境下进行的。其中，光发射显微分析技术(EmissionMicroscopy,EMMI)：利用的是半导体发光原理(半导体在各类外界激发下，如电激发，电子在能带内或不同能带间发生跃迁时会有光子的发射)，如图2所示，箭头方向表示光子发射方向，通过用专用相机(如CCD相机)，将光子捕捉，得到光发射分析图像，该图像与芯片的实物像叠加，就能判断发光的具体位置，该位置就是漏电最严重位置。EMMI适合于结漏电结击穿等相关的失效定位。定位精度可取决于设备的镜头，对常用型号PHEMOS1000，DCGmeridian等，一般放大倍率达1000，分辨率小于1微米。在本实施例中，选取高温环境实验或应用失效芯片作为测试样品3，将样品置于恒温绝缘型热敏电阻(ptc)陶瓷加热器，用热电偶温度仪器监测加热器表面温度，例如：温度表TES-1305，当温度到达要求温度并稳定后，对芯片施加电压激励，激励条件同高温实验过程中漏电流测试条件，进行EMMI检测。可以实现让芯片处于加热状态下，进行EMMI实验，模拟芯片在高温实验状态下的芯片漏电状态，定位处于高温状态下的芯片的漏电失效点，有助于之后的物理分析，以找到失效原因，从而改善芯片工艺生产或实际应用中存在的问题，提高产品质量，提升经济效益。并且，针对芯片在高温环境下的应用和实验中存在漏电异常，但在常温下芯片漏电正常的案例，通过本专利技术的技术方案可以在模拟芯片在高温下的测试情况，以及再现异常漏电模式的情况下进行EMMI探测，定位芯片在此状态下的失效点。较佳的实施例中，检测操作包括采集上述测试样品3的光发射分析图像、将上述测试样品3的上述光发射分析图像和实物像叠加比对得到上述失效点的上述定位信息。较佳的实施例中，上述检测组件包括：检测相机，设置于上述承载平台6上方，用于采集上述测试样品3发射的光子；图像处理装置，连接上述检测相机，用于对上述检测相机采集的上述光子进行光电转换处理得到上述光发射分析图像并输出；图像叠加装置，连接上述图像处理装置，用于接收上述图像处理装置，并将上述测试样品3的上述光发射分析图像和预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高温光发射显微分析技术的失效点定位方法，其特征在于，用于对测试样品在高温环境下的失效点进行定位，以得到失效点的定位信息；所述实现方法包括：步骤S1、提供一具有承载平台的加热装置、一温度监测装置、一电压激励源以及一检测组件，将测试样品放置于所述承载平台上，并将所述电压激励源连接所述测试样品；步骤S2、通过所述加热装置将所述测试样品加热到预定温度，所述温度监测装置提供给测试者监测所述测试样品的实时温度，在所述实时温度到达所述预定温度时通过所述电压激励源向所述测试样品施加预定数值的电压激励，通过所述检测组件进行基于光发射显微分析技术的检测操作得到所述失效点的所述定位信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于高温光发射显微分析技术的失效点定位方法，其特征在于，用于对测试样品在高温环境下的失效点进行定位，以得到失效点的定位信息；所述实现方法包括：步骤S1、提供一具有承载平台的加热装置、一温度监测装置、一电压激励源以及一检测组件，将测试样品放置于所述承载平台上，并将所述电压激励源连接所述测试样品；步骤S2、通过所述加热装置将所述测试样品加热到预定温度，所述温度监测装置提供给测试者监测所述测试样品的实时温度，在所述实时温度到达所述预定温度时通过所述电压激励源向所述测试样品施加预定数值的电压激励，通过所述检测组件进行基于光发射显微分析技术的检测操作得到所述失效点的所述定位信息。2.根据权利要求1所述的失效点定位方法，其特征在于，检测操作包括采集所述测试样品的光发射分析图像、将所述测试样品的所述光发射分析图像和实物像叠加比对得到所述失效点的所述定位信息。3.根据权利要求2所述的失效点定位方法，其特征在于，所述检测组件包括：检测相机，设置于所述承载平台上方，用于采集所述测试样品发射的光子；图像处理装置，连接所述检测相机，用于对所述检测相...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘永吉，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31