硅外延片质量检测

检测项目

外延层厚度均匀性、电阻率分布偏差、表面颗粒密度、晶体缺陷密度、载流子浓度均匀性、位错密度测量、层错密度分析、雾度值测试、表面粗糙度Ra值、金属污染浓度、氧碳含量测定、掺杂浓度剖面分布、应力分布测试、翘曲度测量、边缘排除区宽度验证、晶向偏离角测定、界面态密度分析、击穿电压特性测试、少子寿命测量、迁移率分布评估、反射率均匀性测试、热稳定性验证、化学稳定性分析、表面金属残留量检测、界面过渡层厚度测量、晶体结构完整性验证、外延层生长速率一致性测试、表面氧化层厚度测定、边缘崩边缺陷统计、滑移线密度评估。

检测范围

N型磷掺杂硅外延片、P型硼掺杂硅外延片、重掺砷埋层外延片、SOI绝缘层上硅外延片、异质结GaAs/Si外延片、超薄层(＜1μm)外延片、厚层(＞50μm)功率器件外延片、图形化衬底外延片、蓝宝石基氮化镓外延片、碳化硅基外延片、锗硅合金异质结外延片、应变硅超晶格外延片、多晶硅薄膜外延结构片、抗辐射加固型外延片、高压IGBT用双面外延片、MEMS传感器专用外延片、太阳能电池绒面结构外延片、深紫外LED用AlN/Si外延片、射频器件高阻外延片、三维封装TSV通孔外延片、量子点异质结外延片、超结MOSFET多层外延结构片、BiCMOS兼容双极型外延片、抗反射涂层复合外延片。

检测方法

四探针法通过线性排列探针测量薄层电阻率分布；傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析氧碳杂质含量；X射线衍射(XRD)测定晶格常数与晶体取向；汞探针C-V法表征载流子浓度深度分布；扫描电子显微镜(SEM)观测表面微观形貌与缺陷；二次离子质谱(SIMS)进行元素深度剖析；原子力显微镜(AFM)量化表面粗糙度参数；微波光电导衰减(μ-PCD)测量少子寿命；激光散射法统计表面颗粒密度；热波法(ThermalWave)无损检测晶体缺陷；椭圆偏振光谱仪分析薄膜厚度与光学常数；阴极荧光(CL)成像定位晶体缺陷位置；透射电子显微镜(TEM)解析界面原子结构；激光干涉仪测量晶圆翘曲度；俄歇电子能谱(AES)检测表面金属污染。

检测标准

ASTMF950-18《硅外延层厚度测试标准方法》、GB/T14844-2018《半导体材料杂质含量测定通用规范》、IEC60749-27《半导体器件机械和气候试验方法第27部分：晶圆翘曲度测量》、JESD22-A120B《半导体器件可靠性试验方法热载流子注入测试》、SEMIMF397-1115《硅片中氧含量测定校准方法》、ISO14644-1《洁净室及相关受控环境第1部分：空气洁净度等级划分》、GB/T26068-2010《硅单晶中代位碳含量测定低温傅里叶变换红外光谱法》、ASTMF1526-00(2016)《用汞探针电容-电压测量表征硅晶片的体载流子浓度》、SEMIMF1723-1109《原子力显微镜测量硅片表面粗糙度规程》、JISH0605-2013《硅晶体缺陷的X射线形貌检测方法》。

检测仪器

四探针电阻率测试仪配备自动晶圆传输系统实现全片面扫描测量；高分辨率X射线衍射仪配置多轴测角器进行三维晶体结构分析；激光椭偏仪通过多波长干涉技术精确计算薄膜厚度与光学常数；二次离子质谱仪采用双束聚焦离子枪实现ppb级杂质深度剖析；低温傅里叶红外光谱仪配备液氮冷却MCT探测器提升信噪比；微波光电导衰减系统通过脉冲激光激发与微波探测评估少子寿命；全自动晶圆几何参数测量仪集成激光位移传感器与图像处理模块；原子力显微镜采用轻敲模式降低探针对样品的损伤；扫描电子显微镜配置EDS能谱附件实现微区元素分析；汞探针CV测试系统通过精密压力控制实现非破坏性电学表征。

检测优势

1. 确保安全：通过检测可以确保防爆用呆扳手的安全性，防止在使用过程中引发火灾或爆炸。

2. 提高质量：通过检测可以提高防爆用呆扳手的产品质量，增强其市场竞争力。

3. 延长使用寿命：通过检测可以发现呆扳手的潜在问题，及时进行维修和更换，延长其使用寿命。

4. 降低维护成本：通过定期检测可以及时发现呆扳手的问题，避免因故障导致的停机和维修成本。

5. 提高工作效率：通过检测可以确保呆扳手的正常使用，提高工作效率，减少因工具故障导致的生产损失。

　　以上是关于硅外延片质量检测相关的简单介绍，具体试验/检测周期、方法和步骤以与工程师沟通为准。北检研究院将持续跟进新的技术和标准，工程师会根据不同产品类型的特点，选取相应的检测项目和方法，以最大程度满足客户的需求和市场的要求。