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島津XPS在半導體領域的解決方案

來源:島津企業管理(中國)有限公司   2022年03月29日 11:03  

表面和界面研究在半導體薄膜材料、異質結界面、半導體材料表面的氧化、鈍化、半導體器件的歐姆接觸、P-N結、器件的失效分析等領域是需要首要解決的問題。由于X射線光電子能譜的表面靈敏度以及*的化學狀態分析能力,已廣泛應用于大規模集成電路芯片、計算機硬盤、光盤等領域的研發、工業化生產檢測中。

 

下面就讓小編帶您一起來看看XPS技術在半導體領域中的應用實例吧!

 

XPS檢測半導體表面污染

XPS是檢測半導體表面的檢測方法之一,半導體晶片在保存放置過程中,免不了要受到環境氣氛的氧化或者污染,在使用晶片進行外延生長或加工器件之前,表面的清潔至關重要。XPS由于表面靈敏度高,且為無損檢測,因此檢測之后還可繼續用于后續的使用。

下圖所示為硅片表面被氧化的Si的精細譜圖,可以根據SiO2和Si的峰強度,計算氧化程度。

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1. 單晶硅表面被氧化污染后出現SiO2

 

也可使用XPS的成像功能,分析表面氧化的分布情況,如下圖所示

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2. 硅片表面分布島狀SiO2的XPS成像,Si(綠色)、SiO2(紅色)

 

XPS作為一種高表面靈敏度的檢測方法,也可以直接有效地用于檢測半導體晶片清洗后表面的殘留物。

 

K介電常數介質材料(用做柵極)分析

半導體業界常利用高K介電常數介質材料HfO2來代替傳統SiON來改善柵極漏電流問題。使用XPS角分辨功能,對HfO2柵極氧化物多層結構進行分析可獲得柵極氧化物的結構及厚度。

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3. HfO2柵極氧化物表面結構分布及結構示意圖

 

島津高能Ag靶表征GaN半導體材料

GaN可作為藍綠光半導體材料,XPS分析該材料時,要注意Ga的俄歇峰對N 1s峰的干擾,單色Al靶測試時,Ga LMM對N 1s的干擾最為嚴重;雙陽極Mg靶測試時,該干擾并不能*消除;使用島津高能Ag靶測試時,則可以得到*分離的N 1s結果。

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4. 島津高能Ag靶分析GaN材料

 

半導體器件失效分析

“金手指”是指電腦硬件如內存條上與內存插槽、顯卡與顯卡插槽之間等進行電信號傳輸的介質,金手指涂敷工藝不良或由于使用時間過長導致其表面產成了氧化層,均會導致接觸不良,甚至造成器件報廢。

 

使用XPS快速平行成像結合小束斑采譜分析,由測試得到的全譜結果可知,兩個區域均存在一定量的F元素;在圖像中較亮區域測得結果中,Au元素為主要存在元素,表面C、O元素較少,而缺陷部位測試結果中則只具有少量的Au 4f信號,而C、O、N元素峰較為顯著,推測該缺陷部位存在一定的有機物污染。

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5. “金手指”樣品缺陷處微區分析結果

 

 

以上我們列舉了一些島津XPS在半導體領域的案例。

更多應用請查看 Application Areas | Kratos

 

島津XPS具有高能量分辨、高靈敏度、高空間分辨等特點,高度自動化、智能化的操作,可24小時無人值守,實現在半導體領域的高效高質量的分析!

 

本文內容非商業廣告,僅供專業人士參考。


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