Semi-conducteurs

Matériau en silicium

Le silicium reste un matériau incontournable pour les boîtiers de nouvelle génération intégrant des puces et des chiplets miniaturisés, permettant de créer des systèmes intégrés plus complexes et moins coûteux. HORIBA apportera sa technologie de mesure pour la mesure de l'épaisseur des films, l'analyse des contraintes, l'analyse élémentaire et l'analyse des corps étrangers des matériaux silicium.

Épaisseur et qualité du film | Analyse des contraintes | Analyse élémentaire | Détection/analyse de corps étrangers

Épaisseur et qualité des films

Avec les progrès de la technologie des couches minces liés à la miniaturisation, nous proposons 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 l'épaisseur et de la qualité des films ultra-minces : analyse de films SiO₂ d'ordre Å à l'aide d'un ellipsomètre spectroscopique
Analyse de la qualité du film d'oxyde de silicium : évolution de la qualité du film au sein d'un même type de film à l'aide d'un ellipsomètre spectroscopique
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

Analyse des contraintes

Nous proposons une solution d'évaluation des contraintes multidimensionnelle utilisant un spectromètre Raman doté d'un nombre d'ondes et d'une résolution spatiale élevés, ainsi que d'une cathodoluminescence (CL).

Imagerie des contraintes des structures microfabriquées en silicium : analyse de la distribution des contraintes à l'aide d'images Raman
Analyse des contraintes du SiGe : analyse des contraintes à haute résolution spatiale par AFM-Raman

Structure typique d'un échantillon Si/SiGe/Si.

Raman spectroscopy is a very well suited technique to determine both Ge fraction and strain in SiGe layers and Si cap layers. Moreover the possibility of using both UV and visible excitation lines on the same instrument is essential to study structures made up of a Silicon cap layer on top of a SiGe layer. The relative Ge content in the constant Si1-xGex layer is calculated from the visible Raman spectrum and the strain of the cap Si layer is derived from the UV Raman spectrum.

Analyse élémentaire

The concentration of oxygen in silicon wafers has a significant impact on their electrical resistance. Therefore, it is crucial to control the concentration of oxygen, even in extremely small amounts, in silicon wafers. However, a challenge arises when analyzing highly doped single crystals. Due to their unique properties and high doping levels, the analysis of oxygen in these samples becomes more difficult. The presence of impurities and dopants can interfere with the accurate measurement of oxygen concentration using FT-IR spectroscopy.

Polysilicon, the raw material for silicon wafers, requires strict control of carbon content, which affects its conductivity. As higher purity silicon wafers are required, it is important to understand the amount of carbon contained in polysilicon supplied as a material. However, some carbon is present as carbonate and some is attached as CO2, making it very difficult to distinguish between them and analyze the extremely small amount of carbon.

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.