Полупроводниковое
Полупроводники — это материалы, электропроводность которых находится между электропроводностью проводников (которые легко пропускают ток электричества) и изоляторов (которые сопротивляются току электричества). Интегральные схемы, состоящие из множества транзисторов и диодов, изготовленные из полупроводниковых материалов, обычно называются полупроводниками или полупроводниковыми чипами. Полупроводники широко используются в широком спектре приложений, от бытовой техники и автомобилей до критической социальной инфраструктуры.
В области полупроводников новые материалы, такие как SiC и GaN, усовершенствованные транзисторные структуры и передовые технологии 3D-упаковки получают значительное внимание для достижения более низкого энергопотребления и более высокой производительности. Для обеспечения высокого выхода продукции и надежности устройств необходимы точные методы характеризации и соответствующий выбор инструментов предварительной обработки и анализа. На этой странице представлены различные аналитические инструменты и примеры их применения, подчеркивающие их использование в производстве и исследовании полупроводников.
- Приборы JEOL, способствующие контролю и анализу полупроводников
- Продукция JEOL Semiconductor и ее применение
- EB：Система электронно-лучевой литографии
- FIB-SEM/TEM: применение измерения CD на основе TEM в современных полупроводниковых процессах
- SEM: функции SEM для наблюдения и анализа полупроводниковых приборов
- AES/CP: Визуализация элементов и распределения по химическому состоянию в поперечных сечениях полупроводниковых многокристальных CP-структур
1. Приборы JEOL, способствующие контролю и анализу полупроводников
2. Продукция JEOL Semiconductor и ее применение
3. EB: Система электронно-лучевой литографии
Система литографии EB используется для рисования данных ИС и схем, разработанных с помощью инструментов EDA (автоматизация электронного проектирования). Шаблоны рисуются на стеклянных или пластинчатых подложках с использованием системы литографии EB.
Системы литографии EB от JEOL — это передовая технология, достигающая высокой скорости, высокой точности и высокой надежности. Эта система EB использует электронный луч переменной формы 50 кВ и шаговый и повторяющийся этап.
4. FIB-SEM/TEM: применение измерения CD на основе TEM в современных полупроводниковых процессах
TEM-СВЯЗЬ
В JEOL используется картридж с двойным наклоном, что облегчает интеграцию с ТЭМ.
Этот картридж легко устанавливается на двухпозиционный держатель ТЭМ, что устраняет необходимость в снятии или замене сетки FIB.
На рисунках ниже показано изображение HAADF-STEM транзистора Fin Field-Effect (FinFET) и изображение TEM флэш-памяти, оба получены с помощью JEM-ACE200F. Для измерения используется инструмент Multi Image, разработанный SYSTEM IN FRONTIER INC., что позволяет операторам создавать индивидуальные рецепты измерений.
Система JIB-PS500i FIB-SEM
JIB-PS500i предлагает три решения для подготовки образцов для ПЭМ. Обеспечивается высокая производительность рабочего процесса от пробоподготовки до наблюдения с помощью ПЭМ.
JEM-ACE200F Высокопроизводительный аналитический электронный микроскоп
JEM-ACE200F — это электронный микроскоп, реагирующий на систему, позволяющую оператору получать данные без использования электронного микроскопа путем создания рецептов рабочего процесса.
Поскольку JEM-ACE200F унаследовал аппаратные технологии высокопроизводительного TEM JEM-ARM200F и многоцелевого FE-TEM JEM-F200, этот новый аналитический электронный микроскоп с высокой пропускной способностью обеспечивает исключительно высокую стабильность и аналитические возможности с обновленным сложным внешним дизайном.
Создание образца FinFET в TEM
Цифры слева — это SE и BSE изображение FinFET. Вы можете захватывать высококонтрастные изображения для целевых конечных точек обработки.
FIB-SEM способен точно утончать интересующую область секции Fin. Используя картридж DT-передачи, вы можете переместить образец в двойной наклонный держатель TEM для наблюдения с высоким разрешением.
Структурный и композиционный анализ FinFET
На рисунках слева показано изображение HAADF-STEM и карты EDS FinFET. Можно четко увидеть форму FinFET, структуру вокруг затвора, расположение контактной области и распределение элементов. В частности, изображение HAADF-STEM дает четкое представление о пленках изоляции затвора (SiO2 и HfO2), а также слоистую структуру металлического затвора.
Образец: FinFET с нормой процесса 5 нм
Ускоряющее напряжение: 200 кВ
Карты EDS (карты чистого подсчета)
5. SEM: функции SEM для наблюдения и анализа полупроводниковых приборов
SEM — это прибор, который сканирует поверхность образца тонким электронным пучком для его наблюдения. Используя такие насадки, как EDS, CL и Raman, можно получить различную информацию, например элементный анализ, наблюдение за дефектами кристаллов и измерения напряжений.
JSM-IT810 оснащен Neo Engine, электронно-оптической системой управления следующего поколения, и SEM Center, который предлагает очень удобную для пользователя эксплуатацию, такую как интеграция Zeromag и EDS. Кроме того, функция автоматического наблюдения и анализа Neo Action и функция автоматической калибровки не только повышают эффективность и производительность, но и способствуют устранению нехватки рабочей силы.
Сопротивляться
SRAM
Поперечное сечение ИС
Наблюдение за контрастом напряжения полупроводникового многокристального устройства после удаления SRAM
Принципиальная схема контраста напряжения (КН)
Держатель образца для поверхностного наблюдения -
SM-71230SOHD
Контраст напряжения (VC) — это контраст, который возникает на изображении SEM из-за разницы в проводимости на поверхности полупроводникового прибора. Например, если дефект возникает в вольфрамовой вилке, дефектная вилка показывает другой контраст по сравнению с нормальной вилкой. Это можно использовать для определения местонахождения дефекта.
Автоэмиссионный сканирующий электронный микроскоп Шоттки JSM-IT810
Универсальность и высокое пространственное разрешение сочетаются с автоматизацией с помощью серии FE-SEM JSM-IT810.
Встроенная автоматизация визуализации и анализа EDS без кодирования обеспечивает оптимизированный и эффективный рабочий процесс.
Доступны новые функции, обеспечивающие высокое качество данных и улучшенный пользовательский интерфейс для всех пользователей SEM.
Функции включают пакет автоматической настройки SEM, функцию трапецеидальной коррекции (полезную для измерений EBSD) и реконструкцию поверхности Live 3D для наблюдения за топографией поверхности.
С серией JSM-IT810 эксплуатация FE SEM еще никогда не была такой простой.
6. AES/CP: Визуализация элементов и распределения по химическому состоянию в поперечных сечениях полупроводниковых многокристальных CP-структур
Поперечный анализ часто используется при анализе отказов устройств. Однако при анализе миниатюрных и сложных устройств необходим анализ с высоким пространственным разрешением.
AES позволяет проводить анализ объемных образцов с высоким пространственным и энергетическим разрешением, что упрощает проведение более детального анализа отказов. В качестве примера можно привести визуализацию распределения элементов Si и SiO2 в различных химических состояниях в области SRAM и CMOS приведен ниже.
Анализ внутренней разности потенциалов на pn-переходе в силовом полупроводниковом диоде Sic
Pn-переход формирует структуру платы в SiC Power Semiconductor Diodes и играет важную роль в работе устройства. Эффективность этой связи во многом зависит от количества примесей и процесса легирования, используемого для этого, а также процесса формирования пленки.
Наблюдение можно легко осуществить с помощью контраста напряжения (VC), но существуют лишь ограниченные методы для детального анализа небольших различий в концентрации легирующей примеси с разрешением нанометрового порядка.
Используя AES, внутреннюю разность потенциалов можно оценить по величине сдвига пика кинетической энергии. Здесь был проанализирован pn-переход силового полупроводника SiC. Положение пиков Si KLL в области p-типа и области n-типа отличается на 1.3 эВ. Эта разность энергий использовалась для визуализации областей p-типа и n-типа.
JAMP-9510F Автоэмиссионный оже-микрозонд
Это высокоточный Оже-электронный спектрометр с полусферическим анализатором, который обеспечивает высокопроизводительный анализ состояния химических связей в нано- и микрообластях, а также полевая электронная пушка, используемая также для ЭЗМА, поскольку она может обеспечивать большой и стабильный электрический ток. Высокоточный эвцентрический предметный столик позволяет выполнять ранее невозможный анализ изоляторов.
В сочетании с ионным пистолетом плавающего типа это обеспечивает универсальность при работе с любыми образцами, такими как металлы и изоляционные материалы, для получения информации о составе и химической информации.
IB-19540CP ПОЛИРОВАЛЬНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯTM / IB-19550CCP ОХЛАЖДАЮЩИЙ ПОПЕРЕЧНЫЙ ПОЛИРОВАЛЬНЫЙ СТАНОКTM
ПОЛИРОВАЛЬНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯTM (КП) — это устройство для подготовки поперечного сечения образца для электронной микроскопии.
Поскольку поперечное сечение готовится с помощью ионного пучка, можно получить качественное поперечное сечение за более короткое время без индивидуальных различий по сравнению с другими методами, такими как полировка, которая требует опыта.
Благодаря использованию нового графического интерфейса пользователя и Интернета вещей (IoT) управление и мониторинг процесса фрезерования стали более удобными для пользователя с IB-19540CP/IB-19550CCP.
Высокопроизводительный источник ионов и высокопроизводительная система охлаждения обеспечивают быструю и плавную подготовку поперечных срезов.
Примечание о полупроводниках
Список приборов JEOL и их применение в полупроводниковой промышленности представлен в формате PDF. Ознакомьтесь также с этим PDF-файлом.
Чтобы просмотреть больше приложений на тему полупроводников, нажмите кнопку ниже.