隨著半導體微納制造技術的不斷發展，尤其是集成電路（Integrated Circuit，IC）的設計線寬即將進入亞納米級，各個單元和互連線不斷細化，器件內部的電路縱橫交錯，隔離電路中的缺陷、查明隱藏在大量晶體管和金屬線中的問題的能力是產品快速量產的關鍵。分析師很難在不知道異常在哪里的情況下深入研究，而足智多謀的分析師有許多工具和技術來幫助檢測集成電路上的缺陷，比如，液晶（Liquid Crystal，LC）熱點檢測技術，最適合用于發現產生大量熱量的短路。然而，這些技術通常是不夠的，分析人員必須找到一種方法來表征，創建一個基準來對比一個故障單元，以檢測電子元件故障根源的缺陷。在這些情況下，EMMI提供了建立分析的完美平臺。

微光顯微鏡（Emission Microscope, EMMI）是利用高增益相機/探測器來檢測由某些半導體器件缺陷/失效發出的微量光子的一種設備。

當對樣品施加適當電壓時，其失效點會因加速載流子散射或電子-空穴對的復合而釋放特定波長的光子。這些光子經過收集和圖像處理后，就可以得到一張信號圖。撤去樣品施加的電壓后，再收集一張背景圖，把信號圖和背景圖疊加之后，就可以確定發光點的位置，從而實現對失效點的定位。

InGaAs EMMI和傳統EMMI具有相同的原理和功能。兩種探測光子都是由電子-空穴復合和熱載流子觸發的。它們的不同之處在于InGaAs具有更高的靈敏度，并且可以檢測更長的波長范圍900-1700 nm（相對于 350-1100 nm 的傳統EMMI），這與 IR（紅外） 的光譜波長相同。

EMMI是發現許多不同半導體失效的一種強大工具，是指引失效分析進一步深入的一盞指路明燈。然而，就其本身而言，它只是收集數據的一種方式。就像一個沒有經驗的航行者盡管查閱了最好的海圖、星圖，但可能仍然會發現他們的船擱淺了一樣，一個注重細節、技術熟練的分析團隊是必要的，他們能利用來自EMMI的數據，進一步闡明問題并成功確定失效的根本原因。

金鑒實驗室是一家專注于第三代半導體氮化鎵和碳化硅芯片和器件失效分析的新業態的科研檢測機構，具備國家認可及授權的CMA/CNAS資質，并是工信部認定的“國家中小企業公共服務示范平臺”，廣東省工信廳認定的“LED失效分析公共服務示范平臺”，廣州市中級人民法院司法鑒定專業委托機構。

金鑒實驗室擁有一支由國家級人才工程入選者和行業資深管理和技術專家組成的團隊，博士、研究生、本科生以上學歷人員占比超過90％，專業涵蓋光電、電子、化學、材料等各個方向，大部分有三代半導體材料和器件工廠工作經歷。團隊每月積累數百個行業案例分析經驗，在半導體芯片和器件材料檢測與失效分析領域已達到了世界領先水平。

金鑒實驗室擁有自主研發的EMMI，如下圖所示。

儀器特點：

①InGaAs采集相機，在近紅外區域具備高靈敏度；

②分辨率高；

③多倍率圖像采集：5X~100X；

④超低溫電制冷降低暗電流帶來的信噪；

⑤電制冷/空氣冷卻自由轉換。

應用范圍：

①LED故障分析

②太陽能電池評估

③半導體失效分析

④EL/PL圖像采集

⑤光通信設備分析

檢測到亮點的情況：

引起熱點的缺陷：會產生亮點的缺陷-漏電結；接觸毛刺；熱電子效應；閂鎖效應；氧化層漏電；多晶硅晶須；襯底損傷；物理損傷等。

原本存在的亮點：飽和/有源雙極晶體管、飽和MOS/動態CMOS、正向偏置二極管/反向偏置二極管（擊穿）。

無法檢測到亮點的情況：無光點的缺陷、歐姆接觸、金屬互聯短路、表面反型層和硅導電通路等。

案例分析

1、客戶送樣漏電LED藍光芯片，通過InGaAs EMMI測試在芯片正極電極位置檢測到異常點。

2、客戶送樣漏電LED藍光倒裝芯片，通過InGaAs EMMI測試在芯片位置可檢測到異常點，并觀察到擊穿形貌。

3、客戶送樣漏電LED紅光垂直芯片，通過InGaAs EMMI測試在芯片位置可檢測到異常點。

4、客戶送樣硅基芯片，通過InGaAs EMMI測試在芯片位置可檢測到異常點。

有了EMMI這盞指路明燈指引著我們進行進一步的失效分析，配合FIB（聚焦離子束系統）為進一步的失效分析提供了更強大制樣和分析的手段。