双束扫描电子显微镜检测

服务内容

广电计量的DB-FIB均配备了纳米机械手，气体注入系统（GIS）和能谱EDX，能够满足各种基本和高阶的半导体失效分析需求。还将持续不断地投入先进电子显微分析设备，不断提升和扩充半导体失效分析相关能力，为客户提供细致且全面深入的失效分析解决方案。

服务范围

目前DB-FIB被广泛应用于陶瓷材料、高分子、金属材料、生物、半导体、地质学等领域的研究和相关产品检测。

检测标准

广电计量执行：国家标准（GB/T）、国家汽车行业标准（QC/T）、国际标准（ISO）、以及国内外各大汽车主机厂标准。

测试项目

1、定点截面加工

2、TEM样品成像分析

3、选择性刻蚀或增强刻蚀检验

4、金属材料沉积和绝缘层沉积测试

检测资质

CNAS、CMA

检测周期

常规5-7个工作日

服务背景

着半导体电子器件及集成电路技术的飞速发展，器件及电路结构越来越复杂，这对微电子芯片工艺诊断、失效分析、微纳加工的要求也越来越高。FIB双束扫描电镜所具备的强大的精细加工和微观分析功能，使其广泛应用于微电子设计和制造领域。

 FIB双束扫描电镜是指同时具有聚焦离子束(FocusedIonBeam，FIB)和扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscope，SEM)功能的仪器。它可以实现SEM实时观测FIB微加工过程的功能，把电子束高空间分辨率和离子束精细加工的优势集于一身。其中，FIB是将液态金属离子源产生的离子束经过加速，再聚焦于样品表面产生二次电子信号形成电子像，或强电流离子束对样品表面刻蚀，进行微纳形貌加工，通常是结合物理溅射和化学气体反应，有选择性的刻蚀或者沉积金属和绝缘层。

我们的优势

广电计量聚焦集成电路失效分析技术，拥有业界领先的专家团队及目前市场上最先进的Ga-FIB系列设备，可为客户提供完整的失效分析检测服务，帮助制造商快速准确地定位失效，找到失效根源。同时，我们可针对客⼾的研发需求，提供不同应⽤下的失效分析咨询、协助客户开展实验规划、以及分析测试服务，如配合客户开展NPI阶段验证，在量产阶段(MP)协助客户完成批次性失效分析。

案例分享

案例一

利用DB-FIB的定点截面加工功能，可以对先进制程芯片进行截面形貌分析和量测，如图2所示。从M1，M2, 一直到M14和Top metal层，均能利用DB-FIB清楚地观察并且测量相应的层厚。

 先进制程芯片截面SEM图像

 案例二

MOS管失效分析

在测试BVDSS项目时，Fail die出现了打火及击穿电压下降的情况，初步判断为热失效。从芯片的背面利用OBIRCH（Optical Beam Induced Resistance Change, 激光束电阻异常侦测）确定了热点位置之后，再用双束电镜结合EDX能谱，观察热点位置的横截面微观形貌并进行成分分析，结果如图3所示。图3 a 是热点的中心位置附近的截面SEM图像，此时观察到了大面积的异常（红色框）。对异常处进行高倍SEM形貌观察和EDX能谱分析，结果见图3 b) 和c)。图3 b)为a) 中红色框区域的放大图像，c) 是b) 中黄色框区域的部分元素面扫描分布图。由能谱结果可知，异常点成分为金属Ni，同时有部分Al熔融进入了MOS内，怀疑是沉积Ti层之前的光刻工艺引入了杂质。

图3   a) 热点中心位置的横截面SEM 图像，红色框为异常处;

b) 异常处的高倍图像；

c) b) 中黄色框区域的Al, Si和Ni元素的面扫描分布图

 案例三

超薄透射样品制备

DB-FIB另一个最为重要的功能就是制备透射样品超薄切片。广电计量目前可以实现50 nm以下的定点超薄切片，满足原子级分辨率的TEM观测要求。

 透射样品超薄切片