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第三代半导体工艺研发和失效分析的推进器

更新时间:2023-12-20      点击次数:1852


先前蔡司君介绍过第三代半导体晶圆位错检测第三代半导体功率器件工艺分析的案例,各种显微成像技术在晶圆缺陷密度统计和器件失效分析中发挥着重要作用。


此外,衬底晶圆尺寸也是业界非常重视的一个方向,国际主流SiC厂商已经进入了8英寸时代,国内企业也在紧追不舍。由于化合物半导体晶圆成本相对较高,在不破坏整片晶圆的前提下使用电镜完成常规检测甚至失效分析能够降低分析成本并提高检测效率,因此是很多厂商寻求的方案

▲ 碳化硅衬底研发进展,图片来源:Yole


今天我们将给大家介绍蔡司的电镜解决方案如何实现低成本高效率的工艺验证和晶圆检测。

Near-line分析利器

蔡司场发射扫描电镜双束电镜均可配备超大样品仓室、载物台及Airlock交换仓,最大可兼容8英寸晶圆,在不裂片的条件下实现整片晶圆任意位置的截面及TEM样品制备、SEM成像等任务。


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    ▲ 最大兼容8英寸晶圆的样品交换仓

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      ▲ 最大兼容8英寸晶圆的电镜载物台

 

    定制自动化流程解放您的双手

衬底、外延生长或晶圆制造的日常工艺控制往往需要对晶圆上的多个特征位置进行分析蔡司场发射扫描电镜或双束电镜可设定定制的自动化流程,对晶圆上多个固定位置进行自动的图像调节、聚焦和采集,或使用聚焦离子束完成自动样品制备,在长时间的连续工作中降低操作成本和人力成本。同时亦可通过人工智能技术实现更智能的图像处理和量测。


样品导电性差如何解决?

在对半绝缘型碳化硅衬底或其他导电性较差的化合物半导体晶圆进行显微分析时,容易遇到样品积累电荷导致图像漂移和变形,衬度变差等一系列问题。蔡司场发射扫描电镜的NanoVP可变气压模式,可消除荷电效应的不良影响,在低真空下实现高分辨成像,且操作简便,无需复杂的校准流程。

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    ▲ SEM物镜及下方的NanoVP光阑


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▲6寸不导电晶圆上的光刻图形,高真空(左)和NanoVP (右)模效果对比


大尺寸晶圆的分析平台、自动化的工作流程以及不导电样品的成像技术对于新兴衬底及上下游厂商提供了很大价值。新能源、轨道交通、消费电子等下游应用的旺盛需求驱动了国内第三代半导体产业的快速发展,在厂商工艺研发和降本的周期中,near-line的整片晶圆检测以及失效分析将占据越来越重要的地位,未来我们还将继续介绍更多功率及化合物半导体相关的检测方案。






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