◆硅片表面沾污是影响微电子器件生产质量的重要问题,沾污物种类繁多,扫描电镜不仅分辨率高,能够清晰地显示沾污物的形态和结构,而且可以通过EDS分析这些沾污物的主要元素成分。
◆钝化层与金属化检查:在器件加工中,如SiO₂、PSG、PBSG等钝化层台阶的角度以及台阶上金属化的形态对器件的成品率和可靠性至关重要。SEM是检查这些特性的有效手段,能够显示均匀薄膜的异质结构以及金属化质量。
◆线宽测量与工艺控制:随着微电子技术的发展,加工线条进入亚微米阶段,对工艺控制精度的要求达到纳米数量级。SEM的高分辨率和精确测量能力使其成为线宽测量的重要工具,确保器件的精密结构得以实现。
◆表面形貌与内部结构分析:通过SEM可以分析器件的表面形貌,结合纵向剖面解剖和腐蚀技术可以确定Pn结的位置和深度。SEM还能观察器件的断口形貌及其内部结构,揭示断裂机理。
◆物理参数测量:利用SEM的束感生电流工作模式可以测量器件的结深、耗尽层宽度、MOS管沟道长度以及扩散长度和少子寿命等物理参数。这种方法特别适用于短沟道器件的分析。
◆失效分析与可靠性研究:SEM在失效分析和可靠性研究中发挥着重要作用。通过SEM的电压衬度和束感生电流工作模式可以观察金属化层的缺陷、电迁移现象以及Pn结中的位错等缺陷。