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AFM-SEM聯(lián)用技術:半導體失效分析新突破(文末網(wǎng)絡研討會預告)

來源:復納科學儀器(上海)有限公司   2025年05月22日 13:35  

半導體是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的基礎,支撐著從計算到數(shù)據(jù)存儲的一切功能。隨著器件尺寸縮小且結構日益復雜,精準的失效分析變得至關重要。

AFM-in-SEM 失效分析:該技術直接集成于 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體元件進行原位、特定位置的電學與形貌表征。它提供精確的電導率映射和摻雜分布分析,同時保持樣品完整性。

•  核心優(yōu)勢

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

  • 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。.

  • 探針保護與優(yōu)化接觸: 探針塢(Docking Station)在FIB銑削時保護 AFM 探針; 樣品旋轉功能優(yōu)化接觸角度,適應復雜幾何結構。

  • 省時與成本效益: 集成化方案減少單樣品測量時間,加速研發(fā)進程。

 

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 導航分析:在 SEM 引導下,AFM 探針定位目標區(qū)域進行高分辨率電學表征(如 C-AFM 或 SSRM)。

  3. 數(shù)據(jù)關聯(lián):將結果與 SEM 技術關聯(lián)(必要時校準),全面理解失效機制。

 

 

逐層剝離(Delayering): 通過 PFIB 逐層剝離材料,每層進行局部電導率分析,從而精確獲取不同深度的單層結構信息。

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

 

02NAND 結構的原位電學失效分析

 

通過 AFM-in-FIB/SEM 技術,對 NAND 結構中的特定通孔進行以下分析:

  • 識別通孔:使用等離子聚焦離子束(PFIB)逐層剝離材料

  • 電學分析:導電原子力顯微鏡(C-AFM)映射:顯示不同深度節(jié)點的電導異常

  • I/V譜分析:通過單通孔的電流-電壓曲線診斷失效

  • 實時監(jiān)控:在逐層剝離過程中實時觀察,確保精確鎖定目標通孔

 

 

03MOSFET 晶體管的特定位置摻雜濃度分析

 

 

SEM 全局成像:我們采用掃描擴展電阻顯微鏡(SSRM)結合掃描電子顯微鏡(SEM),對半導體器件中的摻雜濃度進行了分析,實現(xiàn)了高分辨率、針對特定位置的電學特性表征。

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)成像與局部電學特性相結合,我們能夠精確識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區(qū),并分析器件結構的精確形狀、尺寸與深度參數(shù)。確保導電性優(yōu)化,減少能量損耗,提升器件可靠性與性能。

 

04網(wǎng)絡研討會直播預告

 

更多案例分析,敬請關注 2025 年 5 月 28 日《芯片內(nèi)部: AFM-SEM 聯(lián)用技術在電子半導體失效分析中的應用》研討會。

 



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