表面和界面研究在半导体薄膜材料、异质结界面、半导体材料表面的氧化、钝化、半导体器件的欧姆接触、P-N结、器件的失效分析等领域是需要首要解决的问题。由于X射线光电子能谱的表面灵敏度以及独特的化学状态分析能力,已广泛应用于大规模集成电路芯片、计算机硬盘、光盘等领域的研发、工业化生产检测中。
下面就让小编带您一起来看看XPS技术在半导体领域中的应用实例吧!
一 XPS检测半导体表面污染
XPS是检测半导体表面的检测方法之一,半导体晶片在保存放置过程中,免不了要受到环境气氛的氧化或者污染,在使用晶片进行外延生长或加工器件之前,表面的清洁至关重要。XPS由于表面灵敏度高,且为无损检测,因此检测之后还可继续用于后续的使用。
而XPS作为一种高表面灵敏度的检测方法,也可以直接有效地用于检测半导体晶片清洗后表面的残留物。
二 高K介电常数介质材料(用做栅极)分析
半导体业界常利用高K介电常数介质材料HfO2来代替传统SiON来改善栅极漏电流问题。使用XPS角分辨功能,对HfO2栅极氧化物多层结构进行分析可获得栅极氧化物的结构及厚度。
三 岛津高能Ag靶表征GaN半导体材料
GaN可作为蓝绿光半导体材料,XPS分析该材料时,要注意Ga的俄歇峰对N 1s峰的干扰,单色Al靶测试时,Ga LMM对N 1s的干扰最为严重;双阳极Mg靶测试时,该干扰并不能完全消除;使用岛津高能Ag靶测试时,则可以得到完全分离的N 1s结果。
四 半导体器件失效分析
“金手指”是指电脑硬件如内存条上与内存插槽、显卡与显卡插槽之间等进行电信号传输的介质,金手指涂敷工艺不良或由于使用时间过长导致其表面产成了氧化层,均会导致接触不良,甚至造成器件报废。
使用XPS快速平行成像结合小束斑采谱分析,由测试得到的全谱结果可知,两个区域均存在一定量的F元素;在图像中较亮区域测得结果中,Au元素为主要存在元素,表面C、O元素较少,而缺陷部位测试结果中则只具有少量的Au 4f信号,而C、O、N元素峰较为显著,推测该缺陷部位存在一定的有机物污染。
岛津XPS具有高能量分辨、高灵敏度、高空间分辨等特点,高度自动化、智能化的操作,可24小时无人值守,实现在半导体领域的高效高质量的分析!