作者： 时间：2024-06-12
英国Chromacity公司设计和制造了一系列经济实惠的高性能超短脉冲激光器。这些Chromacity激光器融合了固态和光纤技术，为全球科学研究和工业应用创造了一系列独特的超快激光器。Chromacity激光器可用于半导体故障分析，表现尤为突出的是Chromacity OPO系列，Chromacity 1040和Chromacity 520。
半导体故障分析（SFA，Semiconductor Failure Analysis）是一个综合性的流程，旨在识别和理解半导体器件或集成电路（IC）故障的根本原因。电子行业严重依赖激光进行半导体故障分析（SFA）来优化制造工艺，并加速颠覆性技术的发展，这些技术正在塑造新兴行业。例如，光子学集成电路（PIC）使用激光源来发射光并为组件供电，而不是电力。这些组件对于采用推动工业 4.0 的连接和自主传感应用至关重要。然而，全球芯片短缺和囤积使得优化半导体故障分析变得更加重要。更有效地确定根本原因可以减少“报废”测试，最大限度地减少浪费，并最终最大限度地提高未来的制造产量。
Chromacity超短脉冲激光器融合了固态和光纤技术，这使得Chromacity激光器可用于半导体故障分析，主要体现在以下几个方面：
光子集成电路：
超短脉冲激光器已被广泛用于在宽波长范围内检测下一代光子学集成电路。例如，Chromacity 的光学参量振荡器（OPO）是一种可调谐光源，适用于在PIC和波导中产生双光子吸收或下变频，而不会产生不必要的四波混频效应。Chromacity OPO系列分为近红外OPO（1.4-4.2μm）Auskerry和中红外OPO（4.5-12μm）Haskeir。Chromacity OPO可提供高功率、宽带相干光，两个皮秒OPO均由高功率Chromacity超短脉冲激光器中的Chromacity 1040进行光泵浦，该Chromacity 1040完全集成到光学头中，以最大限度地提高稳定性并减少整个系统占用空间。光纤传输能力增强了Chromacity OPO系统的固有稳定性。
光故障隔离：
在1250 nm-1310nm波长之间，Chromacity超快激光器可提供80fs的脉冲持续时间和出色的光束质量，适用于光学故障隔离技术，包括软缺陷定位（SDL）和激光辅助设备更改（LADA）。软缺陷是部分功能集成电路中发现的故障的特征。SDL成像系统采用激光扫描方法，产生局部发热并发现缺陷。相比之下，LADA是一种基于激光的定时分析技术，它使用短波长在硅中产生光载流子，而不会导致器件局部发热。Chromacity超短脉冲激光器系统可以部署在2P LADA技术中，该技术在微电子设备（如微处理器或功率晶体管）中产生双光子吸收诱导的单粒子翻转（SEU）。
双光子光束感应电流：
双光子光束感应电流 （TOBIC） 是一种类似的激光扫描方法，用于成像集成电路。该技术使用超短脉冲激光来感应光电流，随后将其映射以生成图像。通过单光子激发，超快激光（如Chromacity 1040 nm）可以穿透硅衬底并激发电路中的载流子以产生光电流。然而，当基板厚度为几百微米时，TOBIC成像可确保光束充分透射，并具有足够的吸收，从而在电路中产生更高分辨率图像所需的载流子。TOBIC成像通常发生在1250-1550 nm附近，光束很容易通过硅带隙（大于1050 nm）传输。唯一的吸收发生在光束焦点处，其强度高到足以引起双光子吸收。通过将光电流映射为光束位置的函数，TOBIC可以使用Chromacity的飞秒光纤激光器生成深度敏感或3D图像。
光掩膜缺陷：
光掩模上最轻微的缺陷都会抑制集成电路的性能，而晶体管的小型化只会增加光掩模的开发和转移到硅晶圆上的复杂性。皮秒超声波已成为半导体器件行业广泛使用的计量工具。它为薄膜厚度的测量提供了一种准确的方法，可以确定薄膜和基材之间的粘合质量。在底层顶部叠加和排列光刻定义的图案是器件性能的基础。Chromacity 520nm非常适合超声波计量。紧凑的激光器外壳可实现简单的系统集成，光纤传输可确保高达1.5W的稳定平均功率。在Chromacity 1040的高质量脉冲的泵浦下，Chromacity 520的二次谐波光以低于150fs的脉冲持续时间有效产生。Chromacity 520采用定制设计和温控底板设计，为此类激光架构提供前所未有的坚固性和可靠性。
