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    半導體測量工藝檢測分類

    2020-12-24 15:00:13

    半導體測量工藝檢測分類

           半導體測量工藝檢測的項目繁多,內容廣泛,方法多種多樣,可粗分為兩類。一類是半導體晶片在經歷每步工藝加工前后或加工過程中進行的檢測,也就是半導體器件和集成電路的半成品或成品的檢測。第二類是對半導體單晶片以外的原材料、輔助材料、生產環境、工藝設備、工具、掩模版和其他工藝條件所進行的檢測。

           半導體測量主要是對工藝過程中半導體體內、表面和附加其上的介質膜、金屬膜、多晶硅等結構的特性進行物理、化學和電學等性質的測定。其中許多檢測方法是半導體工藝所特有的。

           半導體測量按照所測定的特性,這一類檢測可分為四個方面。

           1.幾何尺寸與表面形貌的檢測:如半導體晶片、外延層、介質膜、金屬膜,以及多晶硅膜等的厚度,雜質擴散層和離子注入層以及腐蝕溝槽等的深度,雙極型晶體管的基區寬度,半導體晶片的直徑、平整度、光潔度、表面污染、傷痕等,刻蝕圖形的線條長、寬、直徑間距、套刻精度、分辨率以及陡直、平滑等。

           2.成分結構分析:如襯底、外延層、擴散層和離子注入層的摻雜濃度及其縱向和平面的分布、原始晶片中缺陷的形態、密度和分布,單晶硅中的氧、碳以及各種重金屬的含量,在經過各種工藝步驟前后半導體內的缺陷和雜質的分布演變,介質膜的基本成分、含雜量和分布、致密度、針孔密度和分布、金屬膜的成分,各步工藝前后的表面吸附和沾污等。


    半導體測量


           3.電學特性:如襯底材料的導電類型、電阻率(包括平面分布和一批晶片之間的離散度)、少數載流子壽命、擴散或離子注入層的導電類型與薄層電阻、介質層的擊穿電壓、金屬-氧化物-半導體結構的電容特性、氧化層中的電荷和界面態、金屬膜的薄層電阻、通過氧化層臺階的金屬條電阻、金屬-半導體接觸特性和歐姆接觸電阻、二極管特性、雙極型晶體管特性、金屬-氧化物-半導體晶體管特性等。

           4.裝配和封裝的工藝檢測:如鍵合強度和密封性能及其失效率等。按照所測定的特性,這一類檢測可分為四個方面。

           ①幾何尺寸與表面形貌的檢測:如半導體晶片、外延層、介質膜、金屬膜,以及多晶硅膜等的厚度,雜質擴散層和離子注入層以及腐蝕溝槽等的深度,雙極型晶體管的基區寬度,半導體晶片的直徑、平整度、光潔度、表面污染、傷痕等,刻蝕圖形的線條長、寬、直徑間距、套刻精度、分辨率以及陡直、平滑等。

           ②成分結構分析:如襯底、外延層、擴散層和離子注入層的摻雜濃度及其縱向和平面的分布、原始晶片中缺陷的形態、密度和分布,單晶硅中的氧、碳以及各種重金屬的含量,在經過各種工藝步驟前后半導體內的缺陷和雜質的分布演變,介質膜的基本成分、含雜量和分布、致密度、針孔密度和分布、金屬膜的成分,各步工藝前后的表面吸附和沾污等。

           ③電學特性:如襯底材料的導電類型、電阻率(包括平面分布和一批晶片之間的離散度)、少數載流子壽命、擴散或離子注入層的導電類型與薄層電阻、介質層的擊穿電壓、金屬-氧化物-半導體結構的電容特性、氧化層中的電荷和界面態、金屬膜的薄層電阻、通過氧化層臺階的金屬條電阻、金屬-半導體接觸特性和歐姆接觸電阻、二極管特性、雙極型晶體管特性、金屬-氧化物-半導體晶體管特性等。

           ④裝配和封裝的工藝檢測:如鍵合強度和密封性能及其失效率等。

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