EBIC 電子束誘發電流分析技術
在先進半導體製程中，元件尺寸持續微縮，電晶體結構由傳統平面 MOSFET 演進至 FinFET 與 GAA 架構，使得接面缺陷、閘極氧化層漏電（Gate Oxide Leakage）與 junction leakage 等問題更加難以定位。
EBIC（Electron Beam Induced Current）電子束誘發電流分析技術 是 SEM 失效分析（SEM Failure Analysis）中重要的電性定位方法之一。此技術利用電子束與半導體材料交互作用產生的電子電洞對（electron–hole pairs），透過外部探針形成電流迴路，藉由電流影像即可判讀接面輪廓、缺陷位置與漏電區域，進而找出元件失效的根本原因。
EBIC 分析是在掃描式電子顯微鏡（SEM）環境下進行，當電子束掃描至半導體樣品時，電子束能量會在材料內部產生 電子電洞對（Electron–Hole Pairs），若電子束掃描位置位於 p-n 接面或空乏區（depletion region）附近，電子與電洞會受到內建電場影響而被分離，並向不同方向移動。當樣品透過探針形成電性迴路時，這些載子移動所形成的電流會被量測並放大，進而轉換為 EBIC 電流影像。
藉由觀察 EBIC 影像中的電流強度分佈，工程師可以清楚辨識：p-n 接面位置、junction 輪廓、漏電區域、缺陷位置。
EBIC 技術在半導體製程研發與失效分析中具有重要價值。由於電子束可在奈米尺度下掃描材料表面並產生電流訊號，使工程師能在不破壞樣品的情況下觀察電性異常區域，因此 EBIC 常被用於分析：
Gate Oxide Breakdown：當閘極氧化層發生崩潰時，局部電流路徑會在 EBIC 影像中呈現亮點，使工程師能快速定位缺陷位置。
Junction Leakage：EBIC 可觀察接面漏電區域，並分析接面缺陷對元件電性的影響。
Diffusion Length Measurement：透過 EBIC 電流訊號衰減特性，可估算載子擴散長度（diffusion length），進一步評估材料品質與製程條件。
半導體接面輪廓觀察：EBIC 可清楚呈現 p-n 接面輪廓與空乏區位置，對於製程結構研究具有重要價值。
在先進製程 IC 失效分析中，單一分析技術往往難以完整定位缺陷。不同缺陷類型，例如 金屬開路（Open）、短路（Short）、漏電（Leakage）或高阻抗（High Resistance），需要搭配不同的電性定位技術進行交叉驗證。
閎康科技透過整合 EBIC、EBAC、EBIRCH 與 OBIRCH 等先進定位技術，可針對不同失效模式快速找出缺陷位置，並進一步搭配 FIB、TEM 等物理分析方法確認根因。
隨著製程節點邁向 5nm、3nm 甚至 2nm，晶片內部結構變得更加複雜，缺陷位置往往位於深層金屬或奈米級接面。
透過不同分析技術的交叉應用，可以：
-
提高缺陷定位成功率
-
減少誤判
-
縮短分析時間
-
提升後續 FIB / TEM 製樣成功率
因此在先進製程失效分析中，EBIC、EBAC、EBIRCH 與 OBIRCH 已成為不可或缺的電性定位工具。
| 分析技術 | 主要原理 | 適用缺陷類型 | 應用 |
|---|---|---|---|
| EBIC | 電子束產生電子電洞對並形成電流影像 | Junction leakage、Gate oxide breakdown | 接面缺陷定位、氧化層崩潰分析 |
| EBAC | 電子束激發金屬導線電流並追蹤導通路徑 | Metal open、High resistance | 多層金屬互連開路定位 |
| EBIRCH | 電子束造成局部溫升導致阻值變化 | Metal short、High impedance | 金屬短路與高阻抗缺陷 |
| OBIRCH | 雷射局部加熱造成阻值變化 | Short defect、Leakage path | 封裝與晶片短路定位 |
閎康科技長期深耕半導體材料分析與失效分析領域，建立完整的先進製程分析平台。在 EBIC 技術應用上，閎康科技可結合多項電性與材料分析技術，提供更完整的缺陷定位與根因分析能力，透過整合：
-
SEM-based Nano-probing
-
EBAC / EBIRCH 電子束誘發分析
-
OBIRCH 雷射阻值變化定位
-
C-AFM 導電原子力顯微鏡
-
FIB 精準截面製樣
-
TEM 奈米結構分析
可形成從 電性缺陷定位 → 物理截面分析 → 材料根因驗證 的完整失效分析流程。在先進製程與高可靠度產品分析中，此整合能力能有效縮短定位時間並提高後續分析成功率，為客戶提供高效率且高可信度的失效分析解決方案。
-
圖｜EBIC（Electron Beam Induced Current）原理示意圖
EBIC 的工作原理是利用 SEM 電子束掃描半導體材料時產生的 電子電洞對（electron–hole pairs）。在 p-n 接面空乏區（depletion region）的內建電場作用下，電子與電洞會被分離並形成電流訊號。透過外部探針所構成的電性迴路，該電流經由電流放大器與訊號處理系統轉換為 EBIC 影像，使工程師能觀察接面位置並定位電性缺陷。
-
圖｜EBIC 技術可定位接面缺陷與閘極氧化層崩潰位置
EBIC（Electron Beam Induced Current）結合 SEM 影像與電流訊號，可在微觀尺度下觀察 p-n 接面輪廓（junction delineation） 與電性異常區域。當電子束掃描至缺陷位置時，因局部電場與載子分離效應會產生較強的 EBIC 電流訊號，使缺陷區域在 EBIC 影像中呈現亮點。透過 SEM 影像與 EBIC 電流影像比對，可精準定位 Gate oxide breakdown、junction leakage 等電性缺陷位置，是先進製程失效分析的重要技術之一。
