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AFM-SEM聯(lián)用技術(shù):半導(dǎo)體失效分析新突破(文末網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)預(yù)告)

 更新時(shí)間:2025-05-22 點(diǎn)擊量:312

半導(dǎo)體是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的基礎(chǔ),支撐著從計(jì)算到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一切功能。隨著器件尺寸縮小且結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜,精準(zhǔn)的失效分析變得至關(guān)重要。

AFM-in-SEM 失效分析:該技術(shù)直接集成于 FIB / SEM(聚焦離子束 / 掃描電鏡)環(huán)境,能夠在納米尺度下對半導(dǎo)體元件進(jìn)行原位、特定位置的電學(xué)與形貌表征。它提供精確的電導(dǎo)率映射和摻雜分布分析,同時(shí)保持樣品完整性。

•  核心優(yōu)勢

  • 特定位置的失效分析: 利用 SEM 精確定位,結(jié)合高分辨率電導(dǎo)率與摻雜分布映射。.

  • 無縫真空工作流: 與現(xiàn)有失效分析工具全兼容,避免表面氧化和污染。.

  • 探針保護(hù)與優(yōu)化接觸: 探針塢(Docking Station)在FIB銑削時(shí)保護(hù) AFM 探針; 樣品旋轉(zhuǎn)功能優(yōu)化接觸角度,適應(yīng)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)。

  • 省時(shí)與成本效益: 集成化方案減少單樣品測量時(shí)間,加速研發(fā)進(jìn)程。

 

01AFM-in-FIB / SEM 的失效分析流程

 

  1. 樣品制備:使用 FIB 暴露缺陷區(qū)域。

  2. AFM 導(dǎo)航分析:在 SEM 引導(dǎo)下,AFM 探針定位目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行高分辨率電學(xué)表征(如 C-AFM 或 SSRM)。

  3. 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián):將結(jié)果與 SEM 技術(shù)關(guān)聯(lián)(必要時(shí)校準(zhǔn)),全面理解失效機(jī)制。

 

 

逐層剝離(Delayering): 通過 PFIB 逐層剝離材料,每層進(jìn)行局部電導(dǎo)率分析,從而精確獲取不同深度的單層結(jié)構(gòu)信息。

校準(zhǔn): 對已知摻雜濃度的參考樣品進(jìn)行電阻測量,測得的電阻隨后與摻雜水平相關(guān)聯(lián),生成校準(zhǔn)曲線以定量分析摻雜濃度。

 

02NAND 結(jié)構(gòu)的原位電學(xué)失效分析

 

通過 AFM-in-FIB/SEM 技術(shù),對 NAND 結(jié)構(gòu)中的特定通孔進(jìn)行以下分析:

  • 識(shí)別通孔:使用等離子聚焦離子束(PFIB)逐層剝離材料

  • 電學(xué)分析:導(dǎo)電原子力顯微鏡(C-AFM)映射:顯示不同深度節(jié)點(diǎn)的電導(dǎo)異常

  • I/V譜分析:通過單通孔的電流-電壓曲線診斷失效

  • 實(shí)時(shí)監(jiān)控:在逐層剝離過程中實(shí)時(shí)觀察,確保精確鎖定目標(biāo)通孔

 

 

03MOSFET 晶體管的特定位置摻雜濃度分析

 

 

SEM 全局成像:我們采用掃描擴(kuò)展電阻顯微鏡(SSRM)結(jié)合掃描電子顯微鏡(SEM),對半導(dǎo)體器件中的摻雜濃度進(jìn)行了分析,實(shí)現(xiàn)了高分辨率、針對特定位置的電學(xué)特性表征。

原位 SEM-SSRM 測量:在納米尺度下映射摻雜濃度,通過將掃描電鏡(SEM)成像與局部電學(xué)特性相結(jié)合,我們能夠精確識(shí)別出摻雜濃度的空間差異,這些差異對器件的性能表現(xiàn)及可靠性具有決定性影響。

對 SiC MOSFET 的意義:直接表征摻雜層和結(jié)區(qū),并分析器件結(jié)構(gòu)的精確形狀、尺寸與深度參數(shù)。確保導(dǎo)電性優(yōu)化,減少能量損耗,提升器件可靠性與性能。

 

04網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)直播預(yù)告

 

更多案例分析,敬請關(guān)注 2025 年 5 月 28 日《芯片內(nèi)部: AFM-SEM 聯(lián)用技術(shù)在電子半導(dǎo)體失效分析中的應(yīng)用》研討會(huì)。

 



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