濱松微光顯微鏡（EMMI，又稱PEM，Photon Emission Microscope，光發射顯微鏡）的原理主要基于半導體器件在失效或缺陷狀態下會發出微量光子的現象。以下是對其原理的詳細解釋：
一、工作原理
- 光子發射：當對半導體樣品施加適當電壓時，其失效點（如熱點、亮點）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。這些光子的波長范圍通常在350nm到1100nm之間，相當于可見光和紅外光區。
- 光子偵測：濱松微光顯微鏡配備有高靈敏度的制冷式電荷（光）耦合組件（C-CCD）偵測器，能夠偵測到這些由電子-空穴結合與熱載子所激發出的光子。
- 圖像生成：經過收集和圖像處理后，這些光子信號被轉換成一張信號圖。撤去對樣品施加的電壓后，再收集一張背景圖。將信號圖和背景圖疊加之后，就可以定位發光點的位置，從而實現對失效點的定位。
二、應用與功能
濱松微光顯微鏡不僅具有故障點定位、尋找亮點和熱點的功能，還廣泛應用于以下領域：
- 檢測芯片封裝打線和芯片內部線路短路。
- 晶體管和二極管的短路和漏電。
- TFT LCD面板和PCB/PCBA的金屬線路缺陷和短路。
- PCB/PCBA上的部分失效元器件。
- 介電層（Oxide）漏電。
- ESD閉鎖效應。
- 3D封裝（Stacked Die）失效點的深度預估。
此外，濱松微光顯微鏡還可以與光束誘導電阻變化（OBIRCH）功能集成在一個檢測系統中。OBIRCH技術利用激光束在恒定電壓下的器件表面進行掃描，通過檢測金屬互聯線缺陷處溫度累計升高引起的電阻和電流變化，來定位缺陷位置。這種技術具有迅速、通用、潔凈、簡單和靈敏等優點，能夠快速準確地定位IC中元件的短路、布線和通孔互聯中的空洞等缺陷。
綜上所述，濱松微光顯微鏡的原理是基于半導體器件在失效或缺陷狀態下發出的微量光子進行偵測和定位。其應用范圍廣泛，是半導體故障失效分析中的重要工具。
