扫描电子显微镜加速电压一般从0.5到30KV可调节。当入射电子能量在0.5KeV~3KeV之间时候，针对不同成分的材料，会存在两点入射电子与出射电子相等的情况。当入射电子能量高于3kev时，入射电子的数量将永远大于出射电子的数量，此时会引起样品充电。如样品种的电荷不能及时导出，电荷将会在样品中产生负压，表面静电荷溢出，造成该像素点位信号强度大幅提高，这种现象可以用于集成电路中微纳米金属线或者导通链断点定位。当前的全自动的在线无损缺陷检测扫描电镜，主要根据就是这个原理。

       集成电路表面是绝缘的钝化层，厚度为1微米，一般来说，1000eV能量电子在IC中的穿透深度为100nm，10Kev穿透深度为1微米。

使用大于10kev 能量的电子束即可到达导电层或者接地层。而低能量电子束则不能到达金属线或导通链，无法利用电压反差原理观察到缺陷。如下图两张图像，图一中发亮的金属线已经不起作用；图二中划线的部位导通断裂，可以使用机械抛光或者FIB聚焦离子束显微镜来切割制备断面进行进一步研究。

                          图一                                             图二

说明：

负压反差需要金属线或者导通链的一端悬空绝缘一端接地，如果有断点，则整个绝缘一侧显示电压反差，接地一端则正常。如果在SEM中有一个探针，即可像万用表一样方便来进行更细致检测。

如果有可用的放大器，其他的如电阻反差或者吸收电流图像更好。

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