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離子束制樣條件對(duì)TEM樣品形貌的影響

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2024-08-28 09:32

半導(dǎo)體技術(shù)

 

集成電路產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了半導(dǎo)體制程技術(shù)的不斷進(jìn)步。隨著線寬的縮小,晶體管體積減小,使得在相同面積上能夠集成更多的電路,從而提升了芯片的性能。然而,線寬的減小也帶來(lái)了挑戰(zhàn),如線路短路或開(kāi)路的缺陷尺寸更小,良率的提升變得更加困難。透射電子顯微鏡(TEM)因其高分辨率和精確度,在半導(dǎo)體集成電路失效分析領(lǐng)域扮演著重要角色。一下是制備步驟:

 

 

在制備TEM樣品時(shí),聚焦離子束(FIB)技術(shù)因其定位準(zhǔn)確、切割精度高、制樣速度快和成功率高而廣泛應(yīng)用。為了方便對(duì)材料進(jìn)行深入的失效分析及研究,金鑒實(shí)驗(yàn)室具備Dual Beam FIB-SEM業(yè)務(wù),包括透射電鏡( TEM)樣品制備,材料微觀截面截取與觀察、樣品微觀刻蝕與沉積以及材料三維成像及分析等。

 

FIB制樣過(guò)程中,離子束能量、離子束電流、刻蝕時(shí)間等參數(shù)共同決定了刻蝕的形狀和深度。然而,不當(dāng)?shù)闹茦訔l件可能會(huì)引入人工缺陷,影響TEM分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

 

實(shí)驗(yàn)與分析

 

通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析了FIB制樣條件對(duì)TEM樣品形貌的影響,包括制造工藝、離子束切削參數(shù)、保護(hù)層沉積條件等。研究發(fā)現(xiàn),離子注入工藝和FIB制樣條件可能共同作用導(dǎo)致樣品缺陷。

 

 

FIB切削能量并非引起樣品表面缺陷的主要原因,而電子束輔助沉積保護(hù)層的條件對(duì)樣品表面形貌有顯著影響。通過(guò)優(yōu)化電子束能量參數(shù),并使用原子質(zhì)量較大的材料作為保護(hù)層,可以有效減少由熱損傷引起的缺陷。

 

 

FIB常規(guī)條件制備樣品的TEM圖

 

 

FIB系統(tǒng)輔助沉積保護(hù)層原理圖

 

這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于優(yōu)化FIB制樣條件、提高TEM樣品質(zhì)量、降低產(chǎn)品缺陷率以及提升集成電路制造過(guò)程中的良率具有重要意義。通過(guò)深入理解FIB制樣條件對(duì)樣品形貌的影響,可以為失效分析提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持,進(jìn)一步推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

 

 

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