什么是反射率热成像技术? 300nm空间分辨率“看清”芯片微观热问题-SanjSCOPE™热成像系统

日期:2026-01-09 作者:上海坤道SimuCAD

       反射率热成像技术(Thermoreflectance Imaging)是一种先进的非接触式的热成像技术,通过分析器件表面材料的反射光强度的改变来探测详细的温度变化。由于光的传播速度比任何其他热测量方法都快,反射率热成像技术可以实现纳米级空间分辨率和纳秒级的瞬态热分析,使其成为高性能半导体和电子器件等微观热问题研究的理想方案。

基本原理

       当材料温度升高时,其反射光的能力会发生微小变化。反射率热成像技术能够捕捉这些细微变化,并将其转化为高度详细的热成像图,精确显示热量的产生位置、传导方式以及瞬态变化过程。与传统的红外热成像(检测红外辐射)不同,反射率热成像技术探测的是由发热引起的反射率变化,从而在微观层面提供更清晰、精确的热成像图。

*空间分辨率:300nm~400nm(取决于光源波长,物镜的数值孔径等);
*时间分辨率:50us,50ns(使用脉冲 LED 作为参考光源),500ps(使用脉冲激光器作为参考光源);

GaN HEMT器件瞬态热成像结果

SanjSCOPE™热成像系统:革命性的IR+TR集成技术

       SanjSCOPE™利用紧凑型常温红外镜头,成功地将红外热成像与工业显微镜和反射率热成像系统无缝集成,克服了红外热成像技术的局限。传统的液氮制冷红外系统体积庞大,且需要专门的装置,与之相比,SanjSCOPE™提供了更高效、更灵活、更便携的一体化解决方案,实现可靠性测试。

       这一创新推动了SanjSCOPE™ IR+TR系统的诞生,结合了红外热成像和反射率热成像技术的优势。借助该集成技术,可以在以下应用场景中进行先进的热分析:

*Load Pull测试——通过实时热效应分析,从而优化功率放大器的性能。

*晶圆级(On-Wafer)RF测试——提供超高精度热成像,对高频射频器件进行热表征。

*脉冲式IV测试——提供瞬态电流-电压响应的热分析。

*微电子与射频/微波行业应用——帮助开发更加可靠的高性能半导体器件。

反射率热成像技术vs.红外热成像:如何选择?

       反射率热成像技术和红外热成像技术功能强大,各有千秋,都有其最佳应用场景:

       红外热成像适用于

*大规模的温度分布成像,分辨率要求不高的情况下。

*检测大面积表面的热耗散。

*PCB、工业和机械级应用中的一般故障检测。

       反射率热成像技术则在以下场景中表现卓越

*亚微米级精度需求:如探测微电子系统中的微小热点,提供高空间分辨率的热分布信息。

*高速瞬态热成像:如快速捕捉纳秒级的瞬态热过程。

*非辐射材料的热表征:为金属或高反射率材料提供精确热表征。

       通过将红外热成像与反射率热成像技术集成,SanjSCOPE™提供综合性的解决方案,提升了多领域的热分析能力。

下一代半导体需要更强大的热测试能力

       过热是限制电子器件微型化与高性能化的主要瓶颈之一。因此,热管理研究至关重要。SanjSCOPE™结合先进的IR+TR技术,能够为5G通信、汽车电子、光电子及国防电子等前沿领域提供强大的热表征手段。总体而言,SanjSCOPE™热成像系统可以实现:

*先进半导体器件和材料的准确热表征。

*电力电子器件、射频器件和光电子器件的实时热点检测。

*为失效分析和可靠性测试提供宝贵的实验数据支撑。

*对下一代微电子器件进行非破坏性测试。

       半导体行业正朝着更先进的制造工艺、更小的尺寸、更强的集成能力的方向发展,SanjSCOPE™的反射率热成像技术凭借纳米级的空间分辨率和纳秒级的时间分辨率,将为量子计算芯片、光子集成电路等下一代电子系统的热可靠性研究提供关键测试手段,帮助工程师和研究人员设计出更高效、更可靠、更高性能的器件。

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SanjSCOPE热成像系统技术资料

【现场演示】如何使用SanjSCOPE热成像系统对亚微米级别的电子器件进行热表征

清华大学:使用SanjSCOPE反射率热成像设备对亚微米级别的微电子系统进行热分析

【热点论文】高功率微波脉冲下GaN HEMTs器件的热电多物理场耦合失效机制

【直播回放】SanjSCOPE: 高空间分辨率热成像系统及其应用,附资料下载

 

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