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故障分析

相关:半导体,微电子和数据存储

从样品制备到电表征到物理分析

纳米级电特性

故障分析图1

纳米级电特性是了解半导体设备的性能以及潜在的故障模式的关键。一种广泛使用的技术是原子力显微镜(AFM)。使用大量互补的AFM技术,例如扫描微波阻抗显微镜(SMIM)开尔文探针力显微镜(KPFM)和导电性AFM,可以表征您的半导体设备系统中的大多数材料特性,来自简单的I-V曲线,从简单的I-V曲线到掺杂曲线,地图(降至1014原子/cm3)。我们的能力暗号MFP-3DAFMS结合许多这些技术,您可以充分理解和优化设备性能。

半导体和微电子研究的AFM

扫描微波阻抗显微镜AFM

通常,有必要将这些纳米级电反应与电子显微镜成像相关联,例如,在设备故障分析中,必须将缺陷定位以稍后分离和进一步表征。通过我们的杂型纳米管剂系列,可以执行电气性能成像技术,例如电子束诱导的电流(EBIC)和电子束吸收电流(EBAC),同时可以进行10 nm的特征,从而使其成为可能。

故障分析图2 保持联系

误隔离

故障分析图3

一旦确定故障并位于设备中,通常有必要去除该结构以在其他仪器(例如传输电子显微镜)中进行进一步分析,或者在同一仪器中获得更有利的条件集(例如,聚焦离子光束)。半导体行业的需求需要一个可重复的过程,每个样本的典型时间少于30分钟。随着设备朝3或5 nm节点驶向3或5 nm,这项任务的难度进一步增加,因为这需要样品厚度小于20 nm。综合400是实现这一切的理想工具,压电驱动的运动允许在10nm尺度上重复定位,而同心旋转可以轻松实现高级制备几何形状,这会导致最高的质量标本。

您也可以将Omniprobe400与AZTEC LayerProbe允许与局部厚度测量的串联抬起,以实现薄样本制备的真实过程控制。

申请注意:高质量的TEM Lamella准备

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死了

故障分析图4

为了在半导体设备中进行故障分析,必须暴露金属层。随着设备中的节点大小变得越来越小,体系结构变得越来越三个维度,这变得越来越具有挑战性。我们的血浆辅助蚀刻工具可确保多种半导体化合物是否是氧化物,硝酸盐或多聚酯的准确去除,而无需提升或损坏金属化。我们的灵活的FA工具允许脱口而出的速度比以前的过程快10倍,以确保最大的吞吐量和生产率。

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设备故障的元素和结构表征

一旦找到了失败的设备并与死模的其余部分隔离,真正的侦探工作就开始确定失败的根本原因。失败的原因可能是由于该工艺的化学,外国污染物颗粒或沉积物质结晶结构的变化所致。这些潜在的故障原因中有许多非常小,通常是在几纳米的顺序上。我们的最新一代最后的极端能量分散X射线光谱仪(EDS)使您可以在与SEM中映像相同的条件下工作,以在散装设备上以10 nm分辨率获取元素信息。

在我们的tem中X-MAX TEM探测器由Aztectem确保在最高分辨率下进行更高的准确性定量分析。

申请注意:SEM中的映射半导体设备

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申请注意:TEM中的半导体映射

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并非所有设备故障本质上都是化学的。有些是由于沉积材料的结构甚至相位引起的。电子反向散射衍射(EBSD)在SEM图像的每个像素上收集电子衍射图,从而可以表征局部晶体结构。通过处理这些衍射模式,可以分析晶粒结构,相对取向,晶界方向甚至局部应力和应变。这允许将设备性能与结构相关联,该结构对于理解含量互连和通过硅VIA的电导率特别有用。结合EDS,不仅可以确定其结构或元素组成的相位。对称EBSD是第一个基于CMO的检测器,其速度和灵敏度比任何其他EBSD摄像头都具有更高的速度和灵敏度。这使用户能够在更短的时间内收集更高质量的数据,从而最大程度地提高生产率。

故障分析图5
故障分析图6
故障分析图7
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了解材料的局部磁性

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对于数据存储行业,了解磁盘介质的纳米尺度磁性行为对于理解其在最终设备中的性能至关重要。磁力显微镜(MFM)允许将磁盘介质和其他磁性设备的磁结构结构进行直接成像。无论是在磁记录的位分析还是在读/编写的传感器的性能中MFP-3D Infinity AFM使用可变场模块(VFM)可以准确分析最具挑战性的标本。

MFM也可以与压电力显微镜(PFM)一起使用,以表征多效复合材料的磁电耦合。由于它们在双电场和磁场可调的信号处理设备中的可用性,因此具有重大的研究感兴趣。

申请注意:MFM AFM外部磁场

半导体和微电子研究的AFM 纳米级电气表征的AFM工具 石墨烯和2D材料 SPM,STM和AFM 量子传感 干燥蚀刻去处理的血浆过程解决方案 故障识别和隔离 故障识别和隔离

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