半导体分析方案
服务项目
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功率器件用碳化硅（SiC）的技术信息。技术文件SiC MOSFET的应力、载流子浓度和缺陷的表征关于高功率SiC器件存在几个问题，例如（1）栅极氧化物的可靠性，（2）SiC外延膜的质量，（3）离子注入的优化，（4）封装技术。 使用扫描电容显微镜（SCM），阴极发光（CL），拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）可以解决这些问题。SiC-MOSFET截面的NanoSIMS元素分析NanoSIMS 50L可以在二次离子质谱仪中提供最高的横向分辨率，并且可以同时实现高灵敏度和高质量分辨率。 在这里，我们介绍了使用NanoSIMS和TEM-EDX对SiC-MOSFET进行的截面分析。SiC功率器件封装的失效分析在半导体封装的故障分析中，重要的是通过无损检查方法来推测故障部位。 对于产生大量热量的功率器件，有效地推测出故障前后的散热性能变化是有效的。 例如，可以检测到焊料层中的缺陷。
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功率器件氮化镓（GaN）的技术信息技术文件功率半导体器件的使用分析 STEM通过扫描透射电子显微镜（STEM），可以表征GaN-HEMT的GaN外延层的晶体结构，元素组成以及Si-MOSFET的Si外延层的p-n结。通过高灵敏度的光致发光（PL）成像观察缺陷通过引入高灵敏度的CCD相机并优化照明和检测系统，我们开发了主要用于化合物半导体的光致发光（PL）成像系统。 伪像大大减少，并对缺陷变得高度敏感。 特别适用于低发光材料。用拉曼光谱法评估GaN HEMT中随温度变化的应力我们评估了GaN HEMT中随温度变化的应力。 随着温度升高，GaN层中的压应力增加。 焊接过程影响了GaN层中的应力。 通过拉曼光谱法进行的应力评估可用于优化封装。通过截面阴极发光观察GaN HEMT中的损伤和应力宽带隙半导体仍然存在许多缺陷。 在器件制造期间还会产生致命缺陷，例如离子注入和干法蚀刻。 横截面阴极发光（CL）对过程损伤敏感，可用于过程优化和故障分析。
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下一代半导体的技术信息（Ga2O3，SCAM等）技术文件在蓝宝石衬底上生长的Ga2O3外延层的结构表征宽带隙半导体材料之一的Ga2O3作为下一代功率半导体受到关注。 由于Ga2O3是多晶型晶体，因此难以使用常规横截面TEM观察精确地识别晶体结构。 我们结合横截面透射电子显微镜和原子分辨率平面观察透射电子显微镜，介绍了Ga2O3薄膜的晶体结构分析实例。Ga2O3的离子注入工艺的综合宽带隙半导体材料之一的Ga2O3作为下一代功率半导体受到关注。 由于离子注入过程在器件制造中很重要，因此我们评估了掺杂剂激活过程以及由离子注入引起的晶体缺陷。ScAlMgO4（SCAM）晶体的物理性质测量人们一直期望ScAlMgO4（SCAM）作为GaN等发光元件的蓝宝石替代衬底材料，因为GaN的晶格失配很小。 我们介绍了设备设计所需的热和机械性能测量结果。
更多半导体
技术要点
胶片沉积
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化学结构（FTIR，ESR，STEM-EELS）已知SiO2薄膜界面处的物理化学结构与半导体器件的电学特性密切相关。 我们可以提供各种分析技术（AFM，EPR，FT-IR，TEM-EELS等）来评估SiO2与Si衬底之间的界面。
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成分（RBS，HFS）使用以RBS为代表的离子散射，可以获得从超薄到厚膜各种厚度的薄膜的深度分布。 可以获得包括氢在内的高精度组成。 这里介绍了超薄SiN膜的深度分布以及含碳的SiN膜的RBS / HFS / NRA组合分析。
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密度，膜厚（XRR）我们推出的新型X射线反射仪可评估超薄膜的厚度和密度并表征界面。 此外，通过映射模式测量，我们可以知道晶片上薄膜的整个图案。
光刻胶涂层曝光，显影
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光刻胶的化学结构 (GC/MS, micro-GPC)研究抗蚀剂的化学结构与线宽粗糙度（LWR）之间的相关性对于半导体器件的进一步小型化非常重要。 在这项研究中，一种新颖的采样技术和py-GC/MS与微型GPC相结合，使我们能够详细分析抗蚀剂图案的化学结构。
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内应力测量薄膜的内部应力可以通过基板弯曲来确定，该弯曲是我们公司的一种应力测量方法。 通过使用这种方法，内部应力的温度依赖性和薄膜的应力分布也可以得到确认。 我们有两种检测类型，例如激光非接触式和手写笔式。
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横截面观察（TEM）弄清半导体器件制造中退火过程中的结构变化很重要。 可通过原位加热TEM在纳米级观察材料的加热行为。 有关加热引起的结构变化的信息可用于过程开发。
蚀刻，灰化，清洁
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Residue (TOF-SIMS,IR)制造过程中的异物会导致产品缺陷并引起客户投诉。 确定异物的原因以改善工艺过程是非常重要的。 异物的形式和组成各不相同，包含有机物、无机物及其混合物，并具有从几微米到毫米不等的大小。 为了获得异物的精确组成，我们一直在开发样品制备技术，应用各种仪器设备并改善和扩展我们的原始数据库。 案例示例如下所示。
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损坏，瑕疵（CL）我们开发了具有全新概念的先进阴极发光（CL）设备。 该设备具有充分优化的电子枪和高速灵敏的光谱映射系统，因此适合于半导体器件的缺陷表征。
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金属杂质（ICP-MS）电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）可以对各种半导体衬底上的金属杂质进行高灵敏度、高精度的分析。 通过将最佳制备方法应用于每种基材和元素，可以定量评估各种金属杂质。
离子注入、退火栅介质膜和电极形成
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掺杂剂分布（SIMS）随着SiC器件高压端接技术的发展，超低浓度氮的检测变得越来越重要。近年来，我公司通过对仪器、测量条件和数据分析方法的改进，使碳化硅材料中氮的检出限由1015cm-3降至1014cm-3。由于信号强度的变化减小，也可以评估氮浓度的微小变化。
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成分和晶粒分布（EBSD、SEM-EDX）这张幻灯片介绍了一个使用SEM相关设备、EDX探测器和透射式EBSD来分析sicmosfet（商用功率器件）截面结构的例子。在这些基于SEM的分析中，高精度EDX和透射式EBSD的空间分辨率分别达到100nm和20nm左右。
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载波分配（SCM，DPC-STEM）利用扫描电容显微镜（SCM）和差分相位衬度成像（DPC）技术，对sicmosfet器件的载流子分布和p-n结进行了分析。
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离子注入损伤阴极发光法评价离子注入退火硅衬底的点缺陷。离子注入条件和退火条件的优化是非常重要的。阴极发光是解决这一问题的有力工具。
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应力（拉曼）用Raman显微镜对TSV（通过硅通孔）的应力评估。拉曼显微镜是测量半导体应力的有力工具。TRC应力分析的特点是测量精度高（在±几兆帕以内）。
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离子注入服务植入器：・ULVAC IMX-3500RS（中电流注入机，静电扫描系统）功能：・快速周转（如有需要，可在12小时内发货）・能量：（3keV）~10keV~200keV（使用双电荷离子时可达400keV）・剂量：5.0×1010~1.0×1017离子/cm2・形状不规则的衬底，可提供2~6英寸晶圆
