Semi-conducteurs composés -HORIBA

Épaisseur et qualité des films

Avec les progrès de la technologie des couches minces liés à la miniaturisation, HORIBA propose des solutions permettant un contrôle avancé du dépôt des couches, telles que l'évaluation in situ pendant le procédé de dépôt et l'évaluation de films minces à l'échelle de l'ångström.

Analyse de films minces en milieu liquide : analyse à l'aide d'une cellule de mesure liquide pour ellipsomètre spectroscopique.
Évaluation in situ des couches minces : analyse de wafers en chambre par intégration de composants analytiques dans la chambre de dépôt.

Informations sur les films obtenues à l'aide d'un ellipsomètre spectroscopique

Détermination de l'épaisseur et de la dispersion de la couche d'AlGaN et de GaN dans les échantillons de films de GaN et d'AlGaN déposés sur des substrats de saphir.

Liquid Crystal Modulation Spectroscopic Ellipsometry is an excellent technique for the highly accurate characterization of the compound semiconductor heterostructure AlGaN / GaN. Using the MM-16 spectroscopic ellipsometer it is a straightforward procedure to determine the film thickness and optical dispersions of the complete structure even where the film is several microns thick. The detailed knowledge of the optical parameters of AlGaN alloys is crucial for example for the design of opto-electronic devices. Furthermore, from the optical parameters a calibration curve could be constructed to provide a rapid and efficient determination of the Al content in the AlGaN layers. Thus Spectroscopic Ellipsometry also proves a non-destructive technique for AlGaN alloy composition determination. This method can be equally applied to other compound emiconductors such as SiGe, II-VI semiconductors or classical III-V semiconductors.

Spectroscopic Ellipsometers are optical thin film measurement tools for determining film thickness and optical constants (n,k) of thin film structures. They are widely used in the microelectronics, display, photonics, photovoltaics, lighting, optical and functional coating, biotechnology industries. When compared with other optical metrology instruments the unique strength of spectroscopic ellipsometers are based on their highly precise and simple experimental measurements plus physical and material information derived from optical constants characterization.

Spectroscopic ellipsometry is a powerful technique for high accuracy characterization of the thickness and optical constants of GeSbTe multilayer system for rewritable optical disc applications. It was shown that measurement in the NIR range gives better accuracy for the analysis of these types of material. The use of the multiple sample analysis reduces parameter correlations and errors for the thinnest layers. Owing to the advanced modeling features included in the DeltaPsi2 software, it is a straightforward procedure to analyze such structures even with layers deposited on both sides of the substrate.

Driven by applications like LED-backlit TVs and solid-state lighting, the global LED market is growing rapidly. The main challenges for general LED lighting include reducing overall production costs and increasing efficiency and lifetimes. The performance of a LED which is characterized by its wall-plug efficiency depends on the design and overall material properties of the LED thin film structure. Ellipsomentry may be used for the accurate determination of the thickness and optical constants of the LED device for both research and industrial applications. Accurate control of thickness and refractive index is vital for the optimization of device properties and for industrial quality control.

Analyse élémentaire en profondeur

Nous présentons une méthode d'analyse permettant de déterminer rapidement et facilement la distribution des éléments en profondeur dans les couches minces de semi-conducteurs composés, dont les performances varient fortement en fonction du rapport de composition des éléments.

Analyse du profil élémentaire en profondeur
- Analyse élémentaire de couches minces de semiconducteurs composés par GD-OES
Analyse élémentaire de surface d'échantillon
- Analyse de la distribution des éléments légers sur la surface GaN par GD-OES

Analyse des défauts cristallins

La réduction des défauts et le contrôle précis des impuretés sont devenus de plus en plus importants dans les dispositifs semi-conducteurs destinés aux communications à haut débit. Nous présentons plusieurs exemples d'analyse illustrant ces applications.

Évaluation des défauts des wafers de semi-conducteurs composés
- Évaluation non destructive de la distribution des défauts sur les wafers par cartographie de photoluminescence (PL Mapping).
- Évaluation rapide des défauts sur toute la surface de wafers InGaP de 3 pouces.
- Évaluation et classification des défauts des wafers en GaN.
- Analyse de la même zone à l'aide de spectres PL stables et de mesures résolues dans le temps
Analyse des impuretés dans les wafers de semi-conducteurs composés
- Analyse des impuretés dans les plaquettes de GaAs par cathodoluminescence

Détection et analyse des contaminants

Les défauts présents sur les wafers peuvent également être causés par des contaminants. Nous présentons une méthode de microanalyse élémentaire permettant d'identifier l'origine de ces défauts.

Analyse élémentaire des contaminants sur les zones défectueuses des wafers SiC
- Identification des éléments contaminants responsables des défauts sur les wafers en carbure de silicium (SiC).
Analyse des contaminants sur wafers de grande surface
- Analyse des particules et contaminants sur plusieurs centimètres carrés de surface.
Détection de particules sur réticules et masques
- Détection rapide et à haut débit des particules contaminantes sur les réticules et les masques de lithographie.
Système d'élimination des contaminants sur wafers
- Dispositif automatique d'élimination des particules utilisant une combinaison de soufflage d'air et d'aspiration sous vide.

Analyse de la durée de vie des porteurs

Le dépôt de films épitaxiés en SiC hautement cristallins est essentiel pour la fabrication de semi-conducteurs composés haute performance. Nous présentons une méthode non destructive et précise permettant d'analyser la cristallinité après le dépôt.

Évaluation des défauts des wafers de semi-conducteurs composés
- Évaluation non destructive de la distribution des défauts sur les wafers par cartographie de photoluminescence (PL Mapping).
Analyse de la durée de vie des porteurs dans le SiC
- Analyse de la durée de vie des porteurs dans des couches de SiC obtenues selon différentes conditions de dépôt, par mesure de la durée de vie de la photoluminescence (PL).