Análisis de materias primas para semiconductores

Esta nota de aplicación demuestra el uso de GD-Oes de RF pulsados para el perfilado nanométrico en profundidad de pozos cuánticos (Al,Ga)N y puntos cuánticos. La técnica permite optimización de procesos y control de calidad del grosor y composición de las capas en estructuras optoelectrónicas UV avanzadas.

Esta nota de aplicación demuestra cómo se puede aplicar un SMS multi HORIBA modal optimizado por UV profundo para caracterizar sustratos 4H-SiC cultivados por PVT, así como estructuras 4H-SiC epitaxiales.

Las tecnologías emergentes de pantalla exigen alto brillo, bajo consumo energético y una vida útil más larga. Las matrices, de LEDs autoemisores de tamaño micrómetro o Micro-LED (μLED), se consideran un fuerte candidato para sustituir a las actuales pantallas OLED o LCD.

El fósforo desempeña un papel clave para obtener luz blanca, como en el LED azul + fósforo y el LED ultravioleta cercano + fósforos. Para mejorar los LEDs blancos de alta intensidad, es necesario que toda la partícula de fósforo emita luz de forma homogénea. Al medir con CL el fósforo utilizado como LED blanco, se puede observar el área que no emite luz en la partícula de fósforo. El sistema CL se utiliza para evaluar áreas no luminiscentes con el fin de mejorar la eficiencia y las características luminiscentes.

La espectroscopía Raman es una herramienta esencial para la caracterización de semiconductores. Sin embargo, la resolución espacial de la espectroscopía Raman está limitada por el límite de difracción a unos 200-300 nanómetros, lo que puede ser insuficiente para analizar las características cada vez más pequeñas de los dispositivos electrónicos modernos.

La espectroscopía Raman permite un análisis preciso y no destructivo de tensiones en semiconductores 4H-SiC. Este estudio muestra cómo los desplazamientos máximos en los espectros Raman revelan variaciones de tensiones derivadas de tratamientos superficiales como corte, lapeado y CMP, lo que apoya el control de calidad y la optimización de procesos en electrónica.

La elipsometría espectroscópica modulada en fase es una técnica excelente para la caracterización altamente precisa de un dispositivo TFT-LCD completo. La técnica permite determinar el grosor de la película, propiedades ópticas, pero también propiedades más complejas como capas graduadas o anisotrópicas y el efecto de los dopantes. En la industria de paneles planos se presiona para reducir las costas de fabricación y se requieren herramientas de metrología fiables para controlar los diferentes pasos del proceso. La elipsometría espectroscópica es una técnica no destructiva que presenta capacidades avanzadas y fiabilidad probada, adaptada para la cualificación y el control de producción en línea.

La tecnología CMP es esencial en el proceso de fabricación de circuitos integrados semiconductores (LSI) a gran escala. La sílice coloidal se utiliza ampliamente como suspensión CMP debido a su forma esférica limpia. Se midió sílice coloidal por Partica CENTRIFUGE y se confirmó su repetibilidad en la medición.

La espectroscopía Raman es una técnica muy adecuada para determinar tanto la fracción de Ge como la deformación en capas SiGe y capas de capa de Si. Además, la posibilidad de utilizar tanto líneas de excitación UV como visibles en el mismo instrumento es esencial para estudiar estructuras formadas por una capa de tapa de silicio sobre una capa SiGe. El contenido relativo de Ge en la capa constante Si1-xGex se calcula a partir del espectro Raman visible y la deformación de la capa Si de la capa de capucha se deriva del espectro Raman UV.

La concentración de osígeno en las obleas de silicio tiene un impacto significativo en su resistencia eléctrica. Por ello, es crucial controlar la concentración de oxígeno, incluso en cantidades extremadamente pequeñas, en las obleas de silicio. Sin embargo, surge un desafío al analizar monocristales altamente dopados. Debido a sus propiedades únicas y altos niveles de dopaje, el análisis del osígeno en estas muestras se vuelve más difícil. La presencia de impurezas y dopantes puede interferir con la medición precisa de la concentración de ogen mediante espectroscopía FT-IR.

Los nanotubos de carbono (CNTs) son materiales finos, ligeros y flexibles similares a cuerdas que están compuestos enteramente por átomos de carbono. Los CNTs se agregan fácilmente, por lo que es esencial entender y controlar el estado de agregación para alcanzar el rendimiento esperado. Para ello, es necesario un método analítico que pueda evaluar rápidamente las amplias distribuciones de tamaño de partículas (PSD) desde dispersión aislada hasta agregación, con alta resolución.

La elipsometría espectroscópica de modulación de cristales líquidos es una técnica excelente para la caracterización altamente precisa de la heteroestructura semiconductora compuesta AlGaN / GaN. Utilizando el elipsómetro espectroscópico MM-16, es un procedimiento sencillo determinar el grosor de la película y las dispersiones ópticas de toda la estructura incluso cuando la película tiene varios micras de grosor. El conocimiento detallado de los parámetros ópticos de aleaciones de AlGaN es crucial, por ejemplo, para el diseño de dispositivos optoelectrónicos. Además, a partir de los parámetros ópticos se podía construir una curva de calibración para proporcionar una determinación rápida y eficiente del contenido de Al en las capas de AlGaN. Así, la elipsometría espectroscópica también demuestra ser una técnica no destructiva para la determinación de la composición de aleaciones de AlGaN. Este método puede aplicarse igualmente a otros emiconductores compuestos como SiGe, semiconductores II-VI o semiconductores clásicos III-V.

La elipsometría espectroscópica es una técnica potente para caracterizar el grosor y las constantes ópticas de pilas ferroeléctricas complejas con gran precisión y exactitud. Las características específicas de modelado en este estudio incluyen la caracterización del sustrato anisotrópico de zafiro, la capa superficial rugosa y la inhomogeneidad de la capa con la profundidad.

Realizamos análisis de grosor y composición del chapado en un chapado NiP/Au de doble capa sobre contactos de Cu en un circuito impreso flexible utilizando un microscopio analítico de rayos X HORIBA. Detectamos con éxito Au de una capa ultrafina sin ninguna preparación de muestra. Los resultados de grosor del recubrimiento Au y NiP fueron consistentes con los valores proporcionados y con buena repetibilidad.

La imagen simultánea de rayos X de transmisión y rayos X fluorescentes es eficaz para detectar defectos dentro de los componentes electrónicos.

La elipsometría espectroscópica es una técnica potente para la caracterización de alta precisión del grosor y las constantes ópticas del sistema multicapa GeSbTe para aplicaciones de discos ópticos regrabables. Se demostró que la medición en el rango NIR proporciona mejor precisión para el análisis de este tipo de material. El uso del análisis de múltiples muestras reduce las correlaciones de parámetros y los errores para las capas más finas. Debido a las avanzadas características de modelado incluidas en el software DeltaPsi2, es un procedimiento sencillo analizar dichas estructuras incluso con capas depositadas a ambos lados del sustrato.

El análisis rápido de partículas metálicas microscópicas es una aplicación importante en ingeniería (por ejemplo, análisis de desgaste de motores). El escaneo micro-XRF y el análisis puntual de fragmentos específicos identifican su composición química.

Para estructuras multicapa siempre es útil y a menudo necesario conocer las propiedades de cada película. Utilizando el Jobin Yvon UNISEL NIR es un procedimiento sencillo para investigar el grosor y las propiedades ópticas de toda la estructura PDP. Para garantizar altos rendimientos en calidad y cantidad, el elipsómetro FF-1000 está dedicado a la industria de paneles planos con una etapa de muestreo de gran área totalmente automatizada capaz de aceptar muestras de hasta 1000 mm x 1000 mm. Esta herramienta precisa y automatizada de metrología de película fina ofrece tanto un rendimiento único como una fiabilidad probada para el control de calidad en línea de los procesos de producción.

Los elipsómetros espectroscópicos son herramientas ópticas de medición de películas delgadas para determinar el grosor de la película y las constantes ópticas (n,k) de estructuras de películas delgadas. Se utilizan ampliamente en las industrias de microelectrónica, pantallas, fotónica, fotovoltaica, iluminación, recubrimientos ópticos y funcionales, y biotecnología. En comparación con otros instrumentos de metrología óptica, la fuerza única de los elipsómetros espectroscópicos se basa en sus mediciones experimentales altamente precisas y simples, además de información física y material derivada de la caracterización de constantes ópticas.

Nuestro XGT-9000SL permite el análisis de fallos a nivel microscópico en una muestra grande, de forma no destructiva, gracias a su gran capacidad de cámara y a sus microsondas.

La combinación de microhaz y capacidad de medición de espesores convierte al XGT-9000 en una herramienta útil para la control de calidad de semiconductores, que presentan patrones delgados y estrechos. La sensibilidad al grosor depende de los elementos trazados, pero puede estar a nivel de Angstrom.

μ-XRF es una técnica analítica no destructiva que puede inspeccionar defectos, incluso no visibles, dentro de una muestra debido a la alta penetración de los rayos X. Esta nota de aplicación introduce el análisis de fallos para detectar migración iónica, vacíos y materia extraña en la electrónica utilizando el XGT-9000, con características clave como la irradiación vertical de una sonda de 10 μm y la imagen simultánea de rayos X fluorescentes y rayos X de transmisión.

La elipsometría espectroscópica modulada en fase es una técnica excelente para la caracterización altamente precisa de pilas OLED completas. La técnica permite determinar el grosor de la película, las propiedades ópticas y el efecto de los dopantes sobre las capas activas. Para aplicaciones de muy alto rendimiento donde se caracterizan paneles planos de gran área en un entorno de producción, el elipsómetro FF-1000 de Jobin Yvon dispone de una etapa de muestreo totalmente automatizada capaz de aceptar muestras de hasta 1000 mm x 1000 mm. Esta herramienta precisa y automatizada de metrología de película fina ofrece tanto un rendimiento único como una fiabilidad probada para el control de calidad en línea de los procesos de producción.

La caracterización del material sintético de diamante CVD mediante espectroscopía y imagen de catodoluminiscencia hiperespectral permite la detección y localización precisa de los prometedores defectos puntuales luminiscentes NV para sistemas cuánticos innovadores de estado sólido. En este trabajo realizamos crecimiento epitaxial CVD sobre un patrón de micropilares grabados en un sustrato de diamante. El análisis de catodoluminiscencia (CL) reveló que los centros NV se localizaron con éxito en los bordes de los pilares.

Se están investigando dieléctricos de alta k-gradación para reemplazar al dieléctrico convencional de puerta SiO2 o SiOxNy en muchas aplicaciones de dispositivos CMOS (Complementario Semiconductor de Óxido Metálico). En este estudio se investigaron los óxidos de aluminio de hafnio (HfAlO) ya que cumplen las propiedades físicas requeridas para dichas aplicaciones. La estructura y composición de las películas de aluminato de hafnio, así como la interfaz HfAlO / Si, desempeñan un papel muy importante para la optimización de dispositivos CMOS. Para este estudio se utilizaron técnicas ópticas complementarias. La elipsometría espectroscópica VUV y la espectroscopía infrarroja (FTIR-ATR) proporcionan una caracterización precisa del grosor de la película delgada y las propiedades ópticas cerca y por encima de la banda prohibida.

En este Aplicación nota La elipsometría espectroscópica, una técnica estándar de caracterización óptica utilizada para medir grosores multicapa y constantes ópticas (n,k), se ha utilizado con éxito para caracterizar dispositivos OLED encapsulados. Este informe también investiga el proceso de envejecimiento de OLED. La elipsometría espectroscópica es una técnica potente para caracterizar el grosor y las constantes ópticas de dispositivos OLED encapsulados. En el caso de encapsulación no transparente, la combinación de mediciones elipsométricas a través del sustrato de vidrio y las potentes características de modelado del software DeltaPsi2 hacen posible analizar "esta muestra inversa".

La dislocación de hilo ocurre fácilmente en cristales de GaN cultivados sobre sustratos de zafiro. Se dice que esto se debe a la gran descoordinación en la red entre zafiro y GaN. El cristal puede parecer uniforme en la imagen del SEM, pero la mancha oscura, como la dislocación de hilo, puede observarse al medir la imagen de intensidad CL en la longitud de onda (362nm), que corresponde a la emisión del borde de banda.

La elipsometría espectroscópica es una técnica excelente para la caracterización altamente precisa de paneles de pantalla TFT-LCD basados en tecnologías a-Si y LTPS. Debido a la sensibilidad del elipsómetro espectroscópico UVISEL y a las avanzadas características de modelado incluidas en el software DeltaPsi2, es posible detectar en multipila diferentes capas a-Si procesadas por diversos métodos. Además, las mediciones espectroscópicas de elipsometría permiten determinar el tamaño de grano de las películas p-Si y ilustran la capacidad de caracterizar la cristalinidad del silicio con alta precisión.

La tecnología OLED está desempeñando un papel importante en la tecnología de pantallas, ya que ofrece varias ventajas en comparación con la tecnología LCD, entre ellas su eficiencia y alta calidad de pantalla, alta tasa de contraste, menor consumo energético, etc. Además, esta tecnología tiene un aspecto ecológico al utilizar materiales orgánicos reciclables. Sin embargo, la mejora del rendimiento de los dispositivos producidos por estas tecnologías requiere un conocimiento preciso de sus propiedades ópticas y estructurales que podría proporcionarse mediante la elipsometría espectroscópica. Esta técnica óptica no destructiva y sensible es capaz de caracterizar capas con grosores de algunos angstroms y proporciona información sobre el estado de la superficie, la microestructura de materiales compuestos, etc.

Se describen la resolución de problemas y análisis de defectos de componentes incrustados en resinas opacas, tanto en componentes individuales como en placas de circuito completas. El análisis cuantitativo a nivel ppm es ideal para garantizar el cumplimiento de las directivas WEEE/RoHS.

La combinación de la innovadora resolución espacial y sensibilidad del XGT-5000 lo convierte en el instrumento preferido para el análisis rápido de componentes electrónicos, ya sea para el análisis de elementos nocivos restringidos (la legislación 'sin plomo' de los EEE/RoHS), la resolución de problemas o la investigación y desarrollo.

Impulsado por aplicaciones como televisores retroiluminados por LED y la iluminación de estado sólido, el mercado global de LEDs está creciendo rápidamente. Los principales retos para la iluminación LED general incluyen reducir los costes de producción y aumentar la eficiencia y la vida útil. El rendimiento de un LED, caracterizado por su eficiencia en el conector de pared depende del diseño y de las propiedades generales del material de la estructura de película fina LED. La elipsometría puede utilizarse para la determinación precisa del grosor y las constantes ópticas del dispositivo LED tanto para aplicaciones de investigación como industriales. El control preciso del espesor y el índice de refracción es vital para la optimización de las propiedades del dispositivo y para el control de calidad industrial.

Los elipsómetros UVISEL se han utilizado para la caracterización de varios sistemas de nanopartículas. Esta caracterización elipsométrica implica el desarrollo de herramientas específicas de modelado disponibles dentro del software DeltaPsi2. A través de este informe ilustramos la aplicación de la elipsometría a la caracterización de muestras basadas en nanopartículas. Nuestro objetivo es demostrar que la técnica puede aplicarse dentro de un amplio panel de ciencia de materiales. La línea de productos elipsométricos de HORIBA ofrece el hardware más versátil de la serie UVISEL combinado con el software DeltaPsi2, incluyendo características únicas de modelado para aprovechar al máximo tu trabajo aplicado en este fascinante dominio de la física moderna.

Hemos realizado un estudio completo polarizado Raman de un nanohilo de GaN único utilizando un microscopio confocal junto con una etapa de alta resolución. La alta resolución espacial de nuestro instrumento confocal Raman, junto con una etapa piezoeléctrica, demuestra de forma inequívoca la posibilidad de obtener imágenes de las propiedades ópticas de nanoobjetos con una resolución superior a 200 nm, manteniendo la ventaja de relleno del control de polarización bajo un microscopio confocal.