表面和界面研究在半導體薄膜材料、異質結界面、半導體材料表面的氧化、鈍化、半導體器件的歐姆接觸、P-N結、器件的失效分析等領域是需要首要解決的問題。由于X射線光電子能譜的表面靈敏度以及獨特的化學狀態分析能力,已廣泛應用于大規模集成電路芯片、計算機硬盤、光盤等領域的研發、工業化生產檢測中。
下面就讓小編帶您一起來看看XPS技術在半導體領域中的應用實例吧!
一 XPS檢測半導體表面污染
XPS是檢測半導體表面的檢測方法之一,半導體晶片在保存放置過程中,免不了要受到環境氣氛的氧化或者污染,在使用晶片進行外延生長或加工器件之前,表面的清潔至關重要。XPS由于表面靈敏度高,且為無損檢測,因此檢測之后還可繼續用于后續的使用。
而XPS作為一種高表面靈敏度的檢測方法,也可以直接有效地用于檢測半導體晶片清洗后表面的殘留物。
二 高K介電常數介質材料(用做柵極)分析
半導體業界常利用高K介電常數介質材料HfO2來代替傳統SiON來改善柵極漏電流問題。使用XPS角分辨功能,對HfO2柵極氧化物多層結構進行分析可獲得柵極氧化物的結構及厚度。
三 島津高能Ag靶表征GaN半導體材料
GaN可作為藍綠光半導體材料,XPS分析該材料時,要注意Ga的俄歇峰對N 1s峰的干擾,單色Al靶測試時,Ga LMM對N 1s的干擾最為嚴重;雙陽極Mg靶測試時,該干擾并不能完全消除;使用島津高能Ag靶測試時,則可以得到完全分離的N 1s結果。
四 半導體器件失效分析
“金手指”是指電腦硬件如內存條上與內存插槽、顯卡與顯卡插槽之間等進行電信號傳輸的介質,金手指涂敷工藝不良或由于使用時間過長導致其表面產成了氧化層,均會導致接觸不良,甚至造成器件報廢。
使用XPS快速平行成像結合小束斑采譜分析,由測試得到的全譜結果可知,兩個區域均存在一定量的F元素;在圖像中較亮區域測得結果中,Au元素為主要存在元素,表面C、O元素較少,而缺陷部位測試結果中則只具有少量的Au 4f信號,而C、O、N元素峰較為顯著,推測該缺陷部位存在一定的有機物污染。
島津XPS具有高能量分辨、高靈敏度、高空間分辨等特點,高度自動化、智能化的操作,可24小時無人值守,實現在半導體領域的高效高質量的分析!