作為德國PE公司中國區(qū)代理,裕隆時代向用戶提供專業(yè)的的EBIC電子束感生電流電性失效分析系統(tǒng)
EBIC電子束感生電流分析系統(tǒng)是一種基于掃描電子顯微鏡(SEM)的圖像采集及分析系統(tǒng),主要用于半導(dǎo)體器件及其他材料的失效及結(jié)構(gòu)分析。
它通過分析電子束照射樣品時在樣品內(nèi)產(chǎn)生的電流信號,以圖像方式直觀表征出樣品特征、樣品中P-N結(jié)位置、失效區(qū)域,并可以突出顯示樣品的非同質(zhì)性區(qū)域,從而對樣品進(jìn)行全面分析。
EBIC原理
當(dāng)掃描電鏡電子束作用于半導(dǎo)體器件時,如果電子束穿透半導(dǎo)體表面,電子束電子與器件材料晶格作用將產(chǎn)生電子與空穴。這些電子和空穴將能較為自由地運(yùn)動,但如果該位置沒有電場作用,它們將很快復(fù)合湮滅(發(fā)射陰極熒光),若該位置有電場作用(如晶體管或集成電路中的pn結(jié)),這些電子與空穴在電場作用下將相互分離。故一旦在pn結(jié)的耗盡層或其附近位置產(chǎn)生電子空穴對,空穴將向p型側(cè)移動,電子將向n型側(cè)移動,這樣將有一靈敏放大器可檢測到的電流通過結(jié)區(qū)。該電流即為電子束感生電流(EBIC)。由于pn結(jié)的耗盡層有最多的多余載流子,故在電場作用下的電子空穴分離會產(chǎn)生較大的電流值,而在其它的地方電流大小將受到擴(kuò)散長度和擴(kuò)散壽命的限制,故利用EBIC進(jìn)行成像可以用來進(jìn)行集成電路中pn結(jié)的定位和損傷研究。
EBIC應(yīng)用領(lǐng)域包括但不限于:
1)材料晶格缺陷探測分析,缺陷以黑點(diǎn)和黑線標(biāo)識出來;
2)P-N結(jié)缺陷區(qū)域定位;
3)雙極電路中導(dǎo)致集電極-發(fā)射極漏電電流的收集管路的探測;
4)探測額外連接或者多層摻雜;
5)確定靜電放電/電過載(ESD/EOS)導(dǎo)致的失效位置;
6)測量減壓層/耗盡層(depletion layer)寬度和少數(shù)載流子擴(kuò)散長度和時間(minority carrier diffusion lengths/lifetimes)
等等。
EBIC圖像對于電子-空穴的重新組合非常敏感,因此EBIC技術(shù)能夠非常有效的對半導(dǎo)體材料缺陷等進(jìn)行失效分析。
EBIC電子束感生電流電性失效分析系統(tǒng)
EBIC 信號采集系統(tǒng)
可靠的硬件和軟件,構(gòu)成高品質(zhì)的用于SEM/TEM的定量電性分析系統(tǒng)
和電子活動相關(guān)聯(lián)的樣品形貌、組成及結(jié)構(gòu)圖像
同步記錄EIBC電子束感生電流、二次電子、背反射電子以及X射線能譜信號。
為樣品空間關(guān)聯(lián)信息賦予不同顏色和混合信號。
區(qū)分樣品主動和被動缺陷。
為透射電鏡TEM和原子探針顯微鏡制樣
高空間分辨率條件下,對TEM樣品制備中的缺陷進(jìn)行定位
有效避免在FIB電鏡中使用EBIC直接獲取圖像時造成的校正誤
制樣過程中,可通過實(shí)時EBIC圖像功能隨時停止樣品研磨

通過內(nèi)置直流偏壓及實(shí)時覆蓋(live overlay)功能,確認(rèn)設(shè)備操作模式
通過圖像直接顯示延遲裝置(delayered device)中的節(jié)點(diǎn)及區(qū)域形貌
直接顯示太陽能電池中的電子活動圖像
通過系統(tǒng)模擬功能可直觀地通過圖像對比樣品電學(xué)性能

電鏡系統(tǒng)允許的分辨率下,以圖像方式直接顯示樣品連結(jié)缺陷
通過電子運(yùn)動特征,對樣品結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行觀測分析
通過圖像直觀顯示PN結(jié)活動區(qū)域和電場區(qū)域
可獲得樣品摻雜區(qū)域分布圖

運(yùn)用樣品的高度數(shù)據(jù),獲取樣品三維信息
通過調(diào)整掃描電鏡中電壓,獲得EBIC信號中的樣品高度信息
可對FIB電鏡中的樣品截面EBIC圖像進(jìn)行分析
可為樣品3D圖像重構(gòu)輸出樣品高度信息
