在半導(dǎo)體芯片的研發(fā)與生產(chǎn)全流程中，失效分析（FailureAnalysis,FA）是保障產(chǎn)品可靠性與性能的重要環(huán)節(jié)。芯片內(nèi)部的微小缺陷，如漏電、短路、靜電損傷等，通常難以通過常規(guī)檢測手段識別，但這類缺陷可能導(dǎo)致整個芯片或下游系統(tǒng)失效。為實現(xiàn)對這類微小缺陷的精確定位，蘇州致晟光電科技有限公司研發(fā)的ThermalEMMI熱紅外顯微鏡（業(yè)界也稱之為熱發(fā)射顯微鏡），憑借針對性的技術(shù)能力滿足了這一需求，目前已成為半導(dǎo)體工程師開展失效分析工作時不可或缺的設(shè)備。
熱紅外顯微鏡儀器具備自動化控制功能，可設(shè)定觀測參數(shù)，提升微觀熱分析的效率與準(zhǔn)確性。顯微熱紅外顯微鏡工作原理

thermal emmi（熱紅外顯微鏡）是結(jié)合了熱成像與光電發(fā)射檢測技術(shù)的先進設(shè)備，它不僅能捕捉半導(dǎo)體器件因缺陷產(chǎn)生的微弱光信號，還能同步記錄缺陷區(qū)域的溫度變化，實現(xiàn)光信號與熱信號的協(xié)同分析。當(dāng)半導(dǎo)體器件存在漏電等缺陷時，除了會產(chǎn)生載流子復(fù)合發(fā)光，往往還會伴隨局部溫度升高，thermal emmi 通過整合兩種檢測方式，可更好地反映缺陷的特性。例如，在檢測功率半導(dǎo)體器件時，它能同時定位漏電產(chǎn)生的微光信號和因漏電導(dǎo)致的局部過熱點，幫助工程師判斷缺陷的類型和嚴(yán)重程度，為失效分析提供更豐富的信息。無損熱紅外顯微鏡圖像分析熱紅外顯微鏡儀器內(nèi)置校準(zhǔn)系統(tǒng)，定期校準(zhǔn)可確保長期使用中微觀溫度測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

Thermal EMMI的制冷技術(shù)不斷升級，提升了探測器的靈敏度。探測器的噪聲水平與其工作溫度密切相關(guān)，溫度越低，噪聲越小，檢測靈敏度越高。早期的 thermal emmi 多采用液氮制冷，雖能降低溫度，但操作繁瑣且成本較高。如今，斯特林制冷、脈沖管制冷等新型制冷技術(shù)的應(yīng)用，使探測器可穩(wěn)定工作在更低溫度，且無需頻繁添加制冷劑，操作更便捷。例如，采用 深制冷技術(shù)的探測器，能有效降低暗電流噪聲，大幅提升對微弱光信號和熱信號的檢測能力，使 thermal emmi 能捕捉到更細微的缺陷信號。

隨著半導(dǎo)體器件向先進封裝（如 2.5D/3D IC、Chiplet 集成）方向發(fā)展，傳統(tǒng)失效分析方法在穿透力和分辨率之間往往存在取舍。而 Thermal EMMI 在這一領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢，它能夠透過硅層或封裝材料觀測內(nèi)部熱點分布，并在不破壞結(jié)構(gòu)的情況下快速鎖定缺陷位置。對于 TSV（硅通孔）結(jié)構(gòu)中的漏電、短路或工藝缺陷，Thermal EMMI 結(jié)合多波段探測和長時間積分成像，可在微瓦級功耗下識別異常點，極大減少了高價值樣品的損壞風(fēng)險。這一能力讓 Thermal EMMI 成為先進封裝良率提升的重要保障，也為后續(xù)的物理剖片提供精確坐標(biāo)，從而節(jié)省分析時間與成本。熱紅外顯微鏡應(yīng)用于光伏行業(yè)，可檢測太陽能電池片微觀區(qū)域的熱損耗，助力提升電池轉(zhuǎn)換效率。

Thermal EMMI 在第三代半導(dǎo)體器件檢測中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。第三代半導(dǎo)體以氮化鎵、碳化硅等材料，具有耐高溫、耐高壓、高頻的特性，廣泛應(yīng)用于新能源汽車、5G 通信等領(lǐng)域。但這類器件在制造和工作過程中，容易因材料缺陷或工藝問題產(chǎn)生漏電和局部過熱，影響器件可靠性。thermal emmi 憑借其高靈敏度的光信號和熱信號檢測能力，能定位這些缺陷。例如，在檢測氮化鎵功率器件時，可同時捕捉漏電產(chǎn)生的微光和局部過熱信號，幫助工程師分析缺陷產(chǎn)生的原因，優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)和制造工藝，提升第三代半導(dǎo)體器件的質(zhì)量。在高可靠性要求、功耗限制嚴(yán)格的器件中，定位內(nèi)部失效位置。國內(nèi)熱紅外顯微鏡方案

熱紅外顯微鏡探測器：量子阱紅外探測器（QWIP）響應(yīng)速度快，適用于高速動態(tài)熱過程（如激光加熱瞬態(tài)分析）。顯微熱紅外顯微鏡工作原理

熱紅外顯微鏡（Thermal EMMI）的一大突出優(yōu)勢在于其極高的探測靈敏度和空間分辨能力。該設(shè)備能夠捕捉到微瓦甚至納瓦級別的熱輻射和光發(fā)射信號，使得早期微小異常和潛在故障得以被精確識別。這種高靈敏度不僅適用于復(fù)雜半導(dǎo)體器件和集成電路的微小熱點檢測，也為研發(fā)和測試階段的性能評估提供了可靠依據(jù)。與此同時，熱紅外顯微鏡具備優(yōu)異的空間分辨能力，能夠清晰分辨尺寸微小的熱點區(qū)域，其分辨率可達微米級，部分系統(tǒng)甚至可以實現(xiàn)納米級定位。通過將熱成像與光發(fā)射信號分析相結(jié)合，工程師可以直觀地觀察芯片或電子元件的熱點分布和異常變化，從而快速鎖定問題源頭。依托這一技術(shù)，故障排查和性能評估的效率與準(zhǔn)確性提升，為半導(dǎo)體器件研發(fā)、生產(chǎn)質(zhì)量控制及失效分析提供了強有力的技術(shù)支持和決策依據(jù)。顯微熱紅外顯微鏡工作原理