滨松中国半导体实验室正式投入使用，欢迎预约参观

滨松中国半导体实验室预计于今年6月28日正式投入使用，滨松中国半导体实验室，欢迎大家前来参观交流。

滨松中国半导体实验室建筑面积为340平方米，针对不同客户的使用场景专门设立了五个不同功能的使用区域。根据市场大环境与客户的实际要求出发，滨松中国参考了半导体产业的发展态势和行业特点，于2023年上半年从日本滨松总部进口了两款行业内具有代表性的Demo样机：FA半导体失效分析设备和Micro LED PL Inspection System。这两款设备主要用于中国半导体材料缺陷分析领域以及Micro/Mini LED产品存在缺陷问题时能够帮助客户进行精 准、快速定位。

图1 两款样机展示左：PHEMOS-X 右：MiNY PL

本次滨松中国半导体样机的引进，不仅能够帮助客户论述与验证工作场景遇到的诸多问题，还可以快速地帮助客户寻找到这些问题背后的原因并制定精 准的对策。全方位为客户提供便捷的服务、快速的应答机制同时还可以为特殊客户进行远程在线故障诊断和问题查找等服务。除此之外，还可以为客户提供相应的技术咨询和样品Demo测试。关于产品新功能以及新应用等相关内容也会定期地同客户进行线上或者是线下的技术交流。

为了让大家更好地了解半导体实验室相关产品的功能与特点，接下来将为大家详细介绍滨松中国自主研发的FA半导体失效分析设备，2023年全 球同步上市的Z 新款机型PHEMOS-X微光显微镜。

PHEMOS-X 实测案例

众所周知，半导体芯片出现功能失效时，针对电性测试（EFA检测）而言，业内以往传统的分析方法主要是：红外热成像探测、液晶涂抹显影探测、电路回路探测等等。这些方法不仅会造成消耗的时间太长，而且还会遇到一些共同的缺点，比如：需要使用特殊试剂才能达到测试条件，需要借助化工原料作为激发媒介、芯片在物理破坏下才能进行探测等等。这些传统测试方法带来的测试结果会导致无法第 一时间找到失效坐标，大大增加了不良品流向市场的概率。

日本滨松公司从上世纪80年代开始致力于半导体材料的分析与深入研究，多年以来经过技术的不断积累和创新，研发出了高稳定性、高品质的PHEMOS-1000系列产品。在2023年年初正式向全 球同步发售了新一代FA产品PHEMOS-X 以及iPHEMOS-MPX。随着这两款新产品的正式推出和发布，我们希望将来针对高制程产品的失效定位和特殊产品的精 准探测等能够更好地提供新的解决方案和全新的思路参考。

图2 微光显微镜C15765-01

首先我们通过3组实测案例为大家说明该产品的实际使用效果，基于此再为大家进一步说明获得此种检测效果所需的技术原理和特点。

案例一 PCB板级布线工艺缺陷

背景说明：客户的一批PCB电路板（部分产品）存在短路现象。但是客户工厂不具备高精度的测试仪器和分析设备。为了尽快找到发生短路的具体位置，客户借助了滨松公司自主研发的Thermal热红外相机对这批部分短路的PCB电路板进行了全面的热成像检测。Z 终滨松帮助客户精确地找出了PCB板中存在短路的坐标位置，同时也给后道工程提供进一步分析的方向和参考意见。

图3 PCB板级布线工艺缺陷案例

案例二 手机屏坏点失效

背景说明：客户在给手机屏幕通电测试时，发现屏幕上面有多处明显的黑点（属于上电后不亮故障）。客户在利用传统的分析方法下，始终未能找出真正的失效坐标。为了防止这类有缺陷的产品流入终端市场，影响品牌形象。客户联系了滨松FA样品测试工程师，表示希望可以在测试现场一起进行样品的测试与技术交流。本次测试使用的是滨松公司自主研发的InGaAs红外相机，成功地为客户找到失效位置。

图4 手机屏坏点失效案例

案例三 手机摄像头失效

背景说明：客户在启动相机软件进行拍照时，手机会瞬间出现黑屏现象并会直接退出相机的应用程序（类似闪退的问题）。而且在手机摄像头（小范围内）手指触摸时会有较为明显的发热现象。客户取出手机内部的相机主芯片之后，使用了伏安特性仪器对这颗有问题的芯片进行了IV曲线的测量，发现在芯片中的某一路的电路回路中有明显漏电的现象。借助滨松公司自主研发的Thermal热红外相机进行全方位分析，Z 后成功地找出了芯片失效的热点坐标，并为客户提供了后续工程的进一步分析思路与参考建议。

图5 手机摄像头失效案例

PHEMOS-X 产品特点

PHEMOS-X 微光显微镜C15765-01采用的是国际上Z 先进的相机传感器制造封装技术。

特点一：国际领先相机传感器制造封装技术

日本滨松自主研发的InGaAs红外相机（950 nm-1550 nm）采用的是水冷型方式（-70℃）对相机工作时候的温度进行有效温控和降温。此外，Emmi-X系列产品更具有较高分辨率（1024*1024）以及较高的量子效率QE值可达到90%。

PHEMOS-X微光显微镜搭配的是1.35倍高灵敏度大视野FOV红外镜头，它可以同时满足Emmi分析和OBIRCH分析两种功能使用，上一代机型只能用于Emmi单一功能的使用，对于体积较大的元器件而言具有较高的尺寸覆盖面和较高的灵敏度提升。日本滨松公司自主研发的第7代IR-OBIRCH高灵敏度放大器（Amplifier System V7.0）也同时进行了发布和推广。V7.0版本的OBIRCH放大器不仅继承了V6.0旧款放大器较高精度的探测优点，在该基础上日本滨松公司研发出了独有的四象限通道测试专利技术和有效的扩展功能，在某些特定的测试环境下，漏电测试可以达到1 PA的极高理论值。四象限通道均可在软件中自由切换和使用，这些模式有：V1模式、I1模式、V2模式、V3模式。客户们可以根据被测物的属性和测试要求等来选择正确的模式通道。

图6 不用的模式通道

此次，日本滨松软件开发团队专门为PHEMOS-X系列产品量身定制了全新的测试软件Semishop4.0版本。从原来的四个分析窗口扩展到了6个窗口，而且在新版本4.0软件登录程序菜单中，客户们还可以建立属于自己的用户ID和登录密码。同时，还可以根据平时自己的使用习惯和喜好等来对这些按钮和功能进行重新排列和保存。新版本登录时客户Z 多可以创建50个不同的账号ID，进一步满足了不同客户的使用需求和应用场景。

图7 全新的测试软件

特点二：可同时搭配5种激光光源

PHEMOS-X微光显微镜C15765-01根据不同的客户需求，Z 多可以在一台机器内同时搭配5种不同波长范围的激光光源，可以同时满足静态测试和动态测试的需要。为了应对不同的测试环境和复杂的测试条件，针对第三方检测机构的客户群滨松一般会优先推荐搭配使用三种不同波长的激光光源（1.3 μm，1.1 μm，532 nm），这种搭配模式Z 大的优势是可以针对SI/SIC/SIN/GaAS等不同的半导体材料进行不同的探测和分析，以到达多材料的分析和技术覆盖。

全新设计的MACRO LENS的特点：

• 倍率为1.35X的微距红外镜头具有较高的数值孔径(N/ A=0.4)。它对弱光发光和IR_OBIRCH微弱信号处理起到更好的侦测作用；

• 全新的1.35X镜头可以同时兼容Emmi亮点分析和IR_OBIRCH信号探测两种功能（可共同使用）；

•功能应用包含以下：DALS/Digital Lock-in / EO Probing analysis / EOFM Function/ Laser Marker High Power Device Analysis。

半导体两种发光机制科普介绍

半导体主要有两种发光机制：

1、热载流子能量释放(Relaxation accompanied with light emission) 

当载流子经过电场时加速获取到足够的动能(kinetic,热载流子)以光的形式进行释放的一种持续的过程。此过程程发生在同一能带(intra band process).即未跨跃能阶带。

2、电子空洞结合(Radiative Band-Band Recombination) 

导带与价带(valence band)的电子空洞相结合，不在能带间进行转换的一种过程。

图8：Si硅材料Bandgap是1.1eV(常温下)；SiO2的Bandgap为5.2eV；EC为导带的底部能级；EV为价带的顶部能级；EG为禁带宽度（为EC和EV之间的能量间隔）；导带（Conduction Band）指自由电子存在的能带。有自由电子的存在，固体材料才能够导电。价带（Valence Band）是价电子能级对应的能带；禁带（Forbidden Band）指价电子要成为自由电子，就必须获得足够的能量进行跃迁到达导带，这时候能量的Z 小值就是它的禁带宽度。

关于滨松中国半导体实验室以及半导体失效分析系统的内容已经全部讲解完毕，如果有任何问题都可以在评论区提问，以下滨松中国产品技术工程师会第 一时间为您解答。