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破解半導體差排軌跡 TEM技術找出晶片漏電真因|宜特科技

在晶片製造過程中,差排是一個相當棘手的問題,這個微小缺陷可能會引發半導體元件的漏電流,進而嚴重影響元件的可靠性。TEM是目前唯一能觀察到微小差排的分析工具。但要充分發揮其威力,需要相當的技術與知識。

你會使用TEM這個超級工具分析差排軌跡嗎?今天也讓我們一起解鎖更多TEM技巧吧!

※詳細文章:https://pse.is/240416TSIAweb

先前我們提過,第一類半導體材料為矽和锗,由於晶圓提煉技術成熟,單晶晶片中的缺陷密度非常低,通常只有零度空間型的空缺(vacancy)缺陷,而一度空間型的差排(dislocation)缺陷濃度近乎零。延伸閱讀:氮化鎵磊晶層差排類型分析唯一利器 如何用TEM解開謎團然而,在離子佈植的製程中,如果熱處理程序不當,就會在半導體元件的主動區殘留一些差排晶體缺陷。主動區內的差排如果穿過p-n 接面就會變成漏電流的通道,降低元件的可靠性。


TEM (穿透式電子顯微鏡,簡稱TEM) / STEM(掃描穿透式電子顯微鏡,簡稱STEM)是目前唯一看得到差排的奈米材料分析技術。透過特定的繞射條件,TEM/STEM影像可以推算差排密度和差排類型[1 ~ 3],而TEM三維立體成像技術則可以分析差排在三度空間的延伸軌跡[4 ~ 6]。


本文將探討如何以TEM三維立體成像技術,分析半導體元件矽基板內差排的延伸軌跡。對於漏電型失效的半導體元件,分析差排的延伸軌跡是TEM分析的重要工作。