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Semiconductors半导体是用于计算机、智能手机、汽车电子和先进工业系统等行业的重要组成部分。它们控制和处理电信号,以传递系统的功能和性能。根据应用和操作环境的不同,半导体器件采用高度精密的电路结构、集成密度和材料成分设计。
这些设备包含密集的集成微结构和精细图案,难以用肉眼区分,可实现精确的信号处理、电源控制和数据处理。因此,半导体在提高现代技术的系统性能、微型化和长期可靠性方面发挥着关键作用。
利用半导体(SEM),可以在高分辨率下观察到半导体表面和内部微观结构,从而对难以光学检测的精细图案几何形状、线条宽度变化、界面缺陷以及污染颗粒进行详细分析。
SEMSEM在比较处理或可靠性测试前后的结构变化方面也非常有效,有助于识别设备退化和失效的根本原因。EDS与EDS结合使用后,SEM可以进一步分析污染物或掺杂元件的成分和分布,使其成为故障分析、工艺优化、材料评估以及半导体可靠性提升的有力工具。
半导体样品表面通过分步切割和抛光工艺进行精细平整,以清晰地暴露金属互连层与绝缘层之间的接口。在制备过程中,尽量减少过度的机械应力和热量产生对于防止金属布线变形以及对介电材料的损坏至关重要。
然后使用碳胶带将准备好的样品安全地安装到SEM树桩上。由于半导体基板通常含有非导电材料,Au or Pt ion sputter coating因此在SEM观测过程中,会涂覆Au或Pt离子溅射涂层以减少电荷积累。
步骤1 将样品切成合适的尺寸。
步骤2 将准备好的样品安装到SEM树桩上。
步骤3 使用SPT-20应用Au溅射涂层SPT-20,以确保SEM成像系统的稳定。
[球体]
[PCB 安装]
使用COXEM EM-30N,SEM使用SE探测器在加速电压20 kV和工作距离5毫米(5毫米)时观察到了搭载焊球的PCB。
结果显示,焊球在被粘附在基板垫上时,保持了相对均匀的球形形状。焊球与焊盘之间的连续面部粘接结构也得到了明确观察。此外,PCB表面的细纹路面和衬垫结构被详细可视化。
电线粘接
[PCB 交叉部分]
使用COXEM EM-30N,SEM使用SE探测器在加速电压20 kV和工作距离8–13毫米时观察到一个半导体电路板。
SEM图像揭示了由基板表面的金属互连层和绝缘层组成的重复模式结构。连接线与线边型之间的间距显得相对均匀,表明形成规律。此外,某些区域还观察到了局部表面缺陷,例如细纹划痕和污染颗粒,这表明在加工或处理过程中可能存在缺陷。
[晶圆基板]