近红外相机的应用

1、光电子芯片、硅晶圆、半导体激光器巴条EL检测

某些生产光电子芯片的公司，生产的光电子芯片，在注入低电流时就会发出近红外波长的光，但是，如何去判断这个器件是好的还是坏的，能否达到合格要求呢？这时候就会用到近红外相机，在注入低电流时，根据光电子芯片表面或者侧面的发光情况，就可以判定该芯片是否有断点、均匀性。硅基晶圆和半导体激光器巴条，在注入电流的时候，也会发光，这样就可以判断芯片是否有裂痕、断线等情况。

图1 多晶硅电致发光图像

2.IC电路内部检测

另外，光具有一定的穿透性，什么是穿透性呢，就是我照射一束光在物体表面，但是光不仅仅停留在表面，也会深入到物体的内部，穿透深度取决于材料，也和照射光的波长有关，一般波长越长，穿透深度越深。

图2 穿透深度示例

在某些半导体行业中，就可以用红外光这种比较好的穿透性，去观测物体内部结构。例如，生产IC电路的公司，可以用近红外光去照射IC电路表面，光线可以穿过表面，进入IC电路内部，IC电路内部反射回的光，用近红外相机去观测，就可以看到内部是否有裂痕、空鼓等。

图3 键合晶圆内部空鼓检测

3.倒装芯片（Flip chip）标记点对准检查

我们手机、电脑等电子设备中有大量的芯片，这种芯片在结构上并不是一层，而是很多很多层的叠加，例如芯片设计生产中常用的倒装芯片（FC），芯片面朝下，芯片与基板或芯片与芯片之间，有设置的标记点相互对应，标记点错位则说明芯片生产没有达到较为理想状态。用这种芯片的检测，同样可以使用近红外光进行穿透芯片内部，再用近红外相机去观察反射回的光路，就可以看到多层芯片之间是否有位移。

图4 标记点示意图

4.光通讯器件耦合情况判断

在光通讯领域，一般使用的激光波长为1550nm和1310nm，正好位于InGaAs相机的光谱响应波段内，某些应用需要将光从光纤耦合进芯片或光波导的光回路中，从芯片或光波导的另外一端观察输出光的形貌及光强度，是圆形光斑还是其他光斑，可以用于判断耦合情况及计算传输损耗。

图5 1550nm半导体激光器光斑分析

审核编辑 黄宇