Microsanj – Thermische Charakterisierung auf Wafer-Ebene mit ATV Systems
Die ATV Systems GmbH bietet gemeinsam mit Microsanj LLC hochauflösende Thermografie auf Wafer-Ebene für die Halbleiterprüfung an. Microsanj entwickelt Systeme zur Thermoreflektanz-Bildgebung (TR) und ergänzt damit das elektrische Mess- und Charakterisierungs-Portfolio von ATV um die thermische Analyse. Als Partner für MPI-Integrationslösungen integrieren wir die Microsanj-Systeme in MPI-Waferprobesysteme, sodass das thermische Verhalten direkt an der Messspitze auf dem Wafer erfasst werden kann.
Warum ATV Systems für Microsanj-Lösungen?
Thermoreflektanz-Thermografie ist dann am nützlichsten, wenn sie mit dem elektrischen Test verknüpft ist – wenn elektrisches Anregen, Erwärmen, Messen und Korrelieren auf einer gemeinsamen Plattform stattfinden. Genau hier setzen wir an: ATV Systems integriert die Microsanj-Bildgebung in MPI-Probesysteme und verbindet so die elektrische Charakterisierung mit der thermischen Analyse zu einem abgestimmten Gesamtsystem.
Als Systemintegrator mit über 20 Jahren Erfahrung in der Halbleiter-Messtechnik und als europäischer Partner für MPI-Integrationslösungen stehen wir an der Schnittstelle zwischen Microsanj-Thermografie und MPI-Waferprobetechnik. Wir beraten Sie bei der Auswahl der passenden Lösung, integrieren die Komponenten in Ihr Probesystem und begleiten Sie bis zur ersten belastbaren Messung – als zentraler Ansprechpartner in Dresden.
Die Microsanj-Technologie: Thermoreflektanz
Die Thermoreflektanz nutzt aus, dass sich der Brechungsindex – und damit die Reflektivität – eines Materials mit der Temperatur ändert. Über eine Lock-in-Technik wird diese minimale Reflexionsänderung in eine ortsaufgelöste Temperaturkarte übersetzt. Das Verfahren ist berührungslos und nicht-invasiv und liefert eine Auflösung, die weit über die der klassischen Infrarot-Mikroskopie hinausgeht.
- Räumliche Auflösung: bis 250 nm (Sub-Mikrometer) – gegenüber typischerweise >5 µm bei reiner IR-Thermografie
- Thermische Empfindlichkeit: Temperaturänderungen bis hinab zu ca. 10 mK
- Zeitliche Auflösung: von 50 ns im Standard bis in den Pikosekundenbereich (bis 500 ps mit PicoSCOPE-Erweiterung) für transiente Vorgänge
- Materialunabhängig: funktioniert auf Metallen und Halbleitern gleichermaßen – ohne das Emissivitätsproblem der IR-Thermografie
- Dual-Mode (IR + TR): Großflächiges IR-Mapping zum schnellen Auffinden von Hotspots, TR-Modus zum Zoomen auf höchste Orts- und Zeitauflösung
So lassen sich lokale Hotspots, nanoskalige Defekte und schnelle transiente Wärmeereignisse darstellen, die mit herkömmlicher Infrarot-Mikroskopie verborgen bleiben.
Unsere Applikationsbereiche
RF-, mmWave- und GaN-Bauelemente
Hochfrequenz- und Leistungsverstärker-Bauelemente erzeugen lokal hohe Wärmedichten auf kleinstem Raum. Die Microsanj-Thermografie löst die thermischen Verhältnisse einzelner Finger und aktiver Zonen auf und unterstützt so die Charakterisierung und Modellierung von GaN-HEMTs und mmWave-Bauelementen – ergänzend zur RF- und Load-Pull-Charakterisierung auf MPI-Probesystemen.
Typische Anwendungen: Hotspot-Analyse an GaN-Leistungsverstärkern, thermische Charakterisierung von mmWave- und Phased-Array-Bauelementen, Validierung thermischer Modelle für 5G/6G-Komponenten
Leistungselektronik (SiC, GaN, IGBT)
Bei Wide-Bandgap-Bauelementen entscheiden Temperaturverteilung und Wärmemanagement maßgeblich über Wirkungsgrad und Zuverlässigkeit. In Kombination mit den High-Power-Probesystemen von MPI ermöglicht die Microsanj-Thermografie die ortsaufgelöste thermische Bewertung von Leistungshalbleitern unter realen elektrischen Bedingungen.
Typische Anwendungen: hermische Charakterisierung von SiC- und GaN-Bauelementen, IGBT-Module, Bewertung von Stromverteilung und Hotspots, Zuverlässigkeitsuntersuchungen
Photonik und Optoelektronik
Laserdioden, LEDs und photonische Komponenten reagieren empfindlich auf thermische Effekte. Die hohe Orts- und Zeitauflösung der Thermoreflektanz unterstützt die thermische Optimierung und Zuverlässigkeitsbewertung optoelektronischer Bauelemente.
Typische Anwendungen: Wärmemanagement von Laserdioden und LEDs, thermische Analyse optischer Wellenleiter, Charakterisierung von Silicon-Photonics-Strukturen
Fehleranalyse und Zuverlässigkeit
Die zerstörungsfreie, hochauflösende thermische Bildgebung eignet sich für die Fehleranalyse. Lokale Übertemperaturen und transiente Ereignisse lassen sich präzise lokalisieren – als Grundlage für Defektanalyse, Prozessbewertung und Zuverlässigkeitsuntersuchungen.
Typische Anwendungen: Lokalisierung von Hotspots und Defekten, transiente Fehleranalyse, Prozessintegritätsbewertung, Zuverlässigkeits- und Lebensdaueruntersuchungen
Unser Leistungsspektrum
Beratung und Systemkonfiguration
Unsere Applikationsingenieure analysieren Ihre thermische Messaufgabe und empfehlen die passende Microsanj-Lösung – vom Einstiegssystem EZ500 bis zum leistungsstärksten System NT220 – sowie die geeignete Konfiguration für Ihre Anwendung und Ihr MPI-Probesystem.
Integration und Validierung
Den Schwerpunkt unserer Tätigkeit bildet die Integration der Microsanj-Thermografie in die Waferprobesysteme von MPI. Die EZ-THERM-Controller und Sensoren werden mit dem MPI-iMAG-Mikroskop auf der Probestation kombiniert; die Integration ist auf automatisierten Plattformen wie der MPI TS2000-IFE erprobt. So entsteht ein durchgängiger Arbeitsablauf: elektrisch anregen, erwärmen, thermisch messen und die Ergebnisse direkt auf Wafer-Ebene korrelieren.
Installation und Schulung
Unsere Experten installieren das integrierte System an Ihrem Standort, nehmen es in Betrieb und schulen Ihre Anwender im Zusammenspiel von elektrischer Messung und thermischer Bildgebung.
Kundenspezifische Softwareentwicklung
Wir entwickeln maßgeschneiderte Automatisierungslösungen und Messroutinen für Ihre spezifischen Testanforderungen – von Skripten für Keysight PathWave und WaferPro bis hin zu vollständig kundenspezifischen Testapplikationen.
Service und Support
Als lokaler Ansprechpartner in Dresden begleiten wir Sie über den gesamten Lebenszyklus Ihres Systems. ATV koordiniert für Sie Service-, Wartungs- und Reparaturarbeiten. Für die Integration in Ihr MPI-Probesystem und für anwendungsbezogene Fragen sind wir Ihr direkter Kontakt.
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