最後更新:2026年10月22日測試・可靠度可靠度・劣化機制中國大陸:OBIRCH(激光故障定位)

OBIRCH是什麼(雷射故障點定位)

OBIRCH

OBIRCH 是對施加電壓的晶片掃描照射雷射,把受熱處的電阻變化以電流變化捕捉,藉此定位短路或漏電位置的失效分析手法。使用紅外線雷射可以從晶片背面觀察。與發光顯微鏡等搭配使用,把範圍縮小後再以 SEM 或 TEM 觀察。

目錄6 項
  1. 定義與原理
  2. 圖解
  3. 常見問題
  4. 相關用語
  5. 比較文章
  6. 資料來源

定義與原理

OBIRCH(Optical Beam Induced Resistance CHange)是一邊對晶片掃描照射雷射光,一邊把被光加熱處的電阻變化以電流變化偵測出來,藉此定位短路或漏電流路徑等故障位置的失效分析手法。1990年代在日本開發。

在對晶片施加固定電壓的狀態下照射雷射,光照到的地方會稍微升溫,該處導線或電流路徑的電阻隨之改變。只有在電流流過的地方才會出現電流變化,因此把雷射位置與電流變化對應成影像,異常電流流過的位置就會浮現出來。使用可穿透矽、波長約1.3μm 的紅外線雷射,就不必從多層導線重疊的正面,而能從晶片背面觀察。

OBIRCH 擅長定位導線短路與孔洞、閘極絕緣膜漏電、異常電阻位置等,與偵測故障發光的發光顯微鏡(EMMI),以及偵測發熱的鎖相熱分析(lock-in thermography)搭配使用。以這些方法把故障位置縮小到數 μm 範圍後,再把該處加工成斷面,以 SEM 或 TEM 觀察造成故障的結構,這是失效分析的一般流程。

圖解

以 OBIRCH 定位故障位置的流程(電壓・雷射掃描・電阻變化・影像化)

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與觀察發光的發光顯微鏡、觀察發熱的鎖相熱分析搭配使用。

OBIRCH(雷射故障點定位)的常見問題

OBIRCH 和發光顯微鏡有什麼不同?
發光顯微鏡偵測故障處電子與電洞復合,或在強電場下加速時發出的微弱光。OBIRCH 偵測以雷射加熱時的電阻變化,因此擅長定位不發光的金屬導線短路與電阻異常。兩者經常搭配使用。
為什麼要從晶片背面觀察?
現在的晶片正面重疊多層金屬導線,雷射與光無法到達下方的電晶體。使用可穿透矽的紅外線從背面觀察,就能不受導線阻擋,調查電晶體與下層的故障位置。

相關設備・材料

比較文章

所屬主題

資料來源

  1. 濱松光子(Hamamatsu Photonics):半導体故障解析(2026年10月10日確認)