EBIC 电子束诱发电流分析技术
在先进半导体制程中，元件尺寸持续微缩，晶体管结构由传统平面 MOSFET 演进至 FinFET 与 GAA 架构，使得接面缺陷、闸极氧化层漏电（Gate Oxide Leakage）与 junction leakage 等问题更加难以定位。
EBIC（Electron Beam Induced Current）电子束诱发电流分析技术 是 SEM 失效分析（SEM Failure Analysis）中重要的电性定位方法之一。此技术利用电子束与半导体材料交互作用产生的电子电洞对（electron–hole pairs），透过外部探针形成电流回路，藉由电流影像即可判读接面轮廓、缺陷位置与漏电区域，进而找出元件失效的根本原因。
EBIC 分析是在扫描式电子显微镜（SEM）环境下进行，当电子束扫描至半导体样品时，电子束能量会在材料内部产生 电子电洞对（Electron–Hole Pairs），若电子束扫描位置位于 p-n 接面或空乏区（depletion region）附近，电子与电洞会受到内建电场影响而被分离，并向不同方向移动。当样品透过探针形成电性迴路时，这些载子移动所形成的电流会被量测并放大，进而转换为 EBIC 电流影像。
藉由观察 EBIC 影像中的电流强度分布，工程师可以清楚辨识：p-n 接面位置、junction 轮廓、漏电区域、缺陷位置。
EBIC 技术在半导体制程研发与失效分析中具有重要价值。由于电子束可在纳米尺度下扫描材料表面并产生电流讯号，使工程师能在不破坏样品的情况下观察电性异常区域，因此 EBIC 常被用于分析：
Gate Oxide Breakdown：当闸极氧化层发生崩溃时，局部电流路径会在 EBIC 影像中呈现亮点，使工程师能快速定位缺陷位置。
Junction Leakage：EBIC 可观察接面漏电区域，并分析接面缺陷对元件电性的影响。
Diffusion Length Measurement：透过 EBIC 电流讯号衰减特性，可估算载子扩散长度（diffusion length），进一步评估材料品质与制程条件。
半导体接面轮廓观察：EBIC 可清楚呈现 p-n 接面轮廓与空乏区位置，对于制程结构研究具有重要价值。
在先进制程 IC 失效分析中，单一分析技术往往难以完整定位缺陷。不同缺陷类型，例如 金属开路（Open）、短路（Short）、漏电（Leakage）或高阻抗（High Resistance），需要搭配不同的电性定位技术进行交叉验证。
闳康科技透过整合 EBIC、EBAC、EBIRCH 与 OBIRCH 等先进定位技术，可针对不同失效模式快速找出缺陷位置，并进一步搭配 FIB、TEM 等物理分析方法确认根因。
随着制程节点迈向 5nm、3nm 甚至 2nm，芯片内部结构变得更加复杂，缺陷位置往往位于深层金属或纳米级接面。
透过不同分析技术的交叉应用，可以：
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提高缺陷定位成功率
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减少误判
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缩短分析时间
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提升后续 FIB / TEM 制样成功率
因此在先进制程失效分析中，EBIC、EBAC、EBIRCH 与 OBIRCH 已成为不可或缺的电性定位工具。
| 分析技术 | 主要原理 | 适用缺陷类型 | 应用 |
|---|---|---|---|
| EBIC | 电子束产生电子电洞对并形成电流影像 | Junction leakage、Gate oxide breakdown | 接面缺陷定位、氧化层崩溃分析 |
| EBAC | 电子束激发金属导线电流并追踪导通路径 | Metal open、High resistance | 多层金属互连开路定位 |
| EBIRCH | 电子束造成局部温升导致阻值变化 | Metal short、High impedance | 金属短路与高阻抗缺陷 |
| OBIRCH | 雷射局部加热造成阻值变化 | Short defect、Leakage path | 封装与芯片短路定位 |
闳康科技长期深耕半导体材料分析与失效分析领域，建立完整的先进制程分析平台。在 EBIC 技术应用上，闳康科技可结合多项电性与材料分析技术，提供更完整的缺陷定位与根因分析能力，透过整合：
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SEM-based Nano-probing
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EBAC / EBIRCH 电子束诱发分析
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OBIRCH 雷射阻值变化定位
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C-AFM 导电原子力显微镜
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FIB 精准截面制样
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TEM 纳米结构分析
可形成从 电性缺陷定位 → 物理截面分析 → 材料根因验证 的完整失效分析流程。在先进制程与高可靠度产品分析中，此整合能力能有效缩短定位时间并提高后续分析成功率，为客户提供高效率且高可信度的失效分析解决方案。
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图｜EBIC（Electron Beam Induced Current）原理示意图
EBIC 的工作原理是利用 SEM 电子束扫描半导体材料时产生的 电子电洞对（electron–hole pairs）。在 p-n 接面空乏区（depletion region）的内建电场作用下，电子与电洞会被分离并形成电流讯号。透过外部探针所构成的电性迴路，该电流经由电流放大器与讯号处理系统转换为 EBIC 影像，使工程师能观察接面位置并定位电性缺陷。
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图｜EBIC 技术可定位接面缺陷与闸极氧化层崩溃位置
EBIC（Electron Beam Induced Current）结合 SEM 影像与电流讯号，可在微观尺度下观察 p-n 接面轮廓（junction delineation） 与电性异常区域。当电子束扫描至缺陷位置时，因局部电场与载子分离效应会产生较强的 EBIC 电流讯号，使缺陷区域在 EBIC 影像中呈现亮点。透过 SEM 影像与 EBIC 电流影像比对，可精准定位 Gate oxide breakdown、junction leakage 等电性缺陷位置，是先进制程失效分析的重要技术之一。
