分析仪器助力半导体腾飞“半导体材料及器件
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分析仪器助力半导体腾飞“半导体材料及器件
文章来源:未知 发布时间:2018-09-21 18:19

  2018年6月12日,“半导体材料及器件研究与应用进展”主题网络研讨会在仪器信息网“网络讲堂”栏目成功举办。本次会议旨在为全国在半导体及器件领域或有意在本领域从事研发、教学、生产的科技人员提供一个学术与技术交流的平台,以促进我国半导体材料及器件领域的科技创新和产业发展。

  半导体材料(semiconductor material)是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。近年来半导体材料迅猛发展,特别是宽禁带化合物半导体在材料生长、器件与电路设计、制造工艺及其应用等方面具有最新进展。

  本次会议邀请了来自华进半导体、赛默飞、雷尼绍、HORIBA、牛津、华东师范大学六家机构从事半导体研究及应用的专家学者,对目前科学仪器在半导体应用领域的研究进展进行了介绍了。各项报告内容简介如下:

  华进半导体研发部高级工程师刘海燕介绍了数种半导体材料与部件的封装工艺及其各自特点,着重讲解了目前处于前沿领域的扇出型封装工艺,代表的类型有eWLB、INFO POP、大板级。华进半导体目前正在开发晶圆级、大板级扇出封装技术,现已制备出部分样品,并申请了相关专利。此外还补充介绍了Low k芯片封装工艺。华进公司的主要业务包括设计仿真、封装工艺、测试验证、技术转移等领域。

  赛默飞的应用工程师朱中正介绍了ICP MS(电感耦合等离子体质谱仪)在半导体行业的应用和最新进展。半导体行业中,对痕量金属元素进行常规且准确的分析是十分重要的工作。随着半导体器件尺寸的不断缩小,杂质的存在对其性能的影响逐渐增加。报告重点介绍了赛默飞公司的四级杆ICP-MS和SQ-ICP-MS的结构、工作机理、主要优势以及局限性。

  雷尼绍的高级应用工程师王志芳介绍了雷尼绍公司的拉曼光谱在半导体领域的一些应用工作。她首先为观众进行了拉曼光谱基础知识的讲解,拉曼光谱具有无损无创、原位检测、快速简便的使用特点,可应用于材料科学、生命科学、分析科学等多个领域。在半导体领域,拉曼光谱可对SiC、GaN、MoS2等半导体材料进行性能表征,可检测的性能特征有:晶型分布鉴定、应力表征缺陷分析、分析仪器助力半导体腾飞“半导体材料及器件研究与应用进展”主题网络研讨会成功举办鉴定和发现污染物、电子迁移率分布、块材生长过程等。

  HORIBA公司仪器事业部的应用工程师孙正飞分享了光谱分析技术在半导体材料领域的应用,主要应用的分析手段有光致发光光谱、拉曼光谱、辉光放电GD、椭偏仪TF,并着重介绍了前两者的工作机理和应用方向。光致发光光谱可测定半导体材料的组分、识别其中的掺杂元素、测试材料/器件的发光效率、研究位错缺陷;拉曼光谱可分析半导体化学组成、结构、构象、形态、浓度、应力、温度、结晶度等特征。

  牛津仪器纳米分析部的应用科学家马岚介绍了EDS能谱和EBSD(电子背散射衍射Electron Backscattered Diffraction)在半导体行业的应用。SEM-EDS可对样品进行成分检测、定性分析。针对扫描电镜及有窗能谱测试结果不准确的问题,提出了建议解决办法,通过对三种不同样品图像结果的分析,得出适当降低工作电压可提高电镜和能谱的空间分辨率。鉴于有窗能谱对10nm以下尺度空间分辨率的局限性,有窗能谱Extreme应运而生,在低电压下具有优良的表现。EBSD目前在半导体相关行业的应用还处于起步阶段,但由于其技术优势,会越来越多的应用在半导体的研发当中。可用于观测样品中晶粒的取向。

  华东师范大学电镜中心的成岩老师向观众分享了半导体存储领域的新秀—相变存储器,介绍了其发展、结构、原理、材料等研究内容。DRAM和Flash占据了存储器市场95%以上的份额,旧的存储器存在一定的性能缺陷以及存储速度和存储性能之间的矛盾,开发新型存储架构势在必行。IBM开发的SCM(Storage Class Memory)使用高速、非易失性、字节可访问、存储密度高的新型存储级内存介质构建外部大容量存储器,为计算机系统延续了数十年的内外存架构提供了新的选择,应用相变存储技术的PCRAM将高速、随机访问和非易失在同一存储介质上实现。透射电子显微镜可应用于对相变存储材料Ge2Sb2Te5的结构进行观测,发现其具有两级相变过程,可由非晶转变为面心立方结构,再转变为六方相结构。

  每场报告结束后,观众对报告内容踊跃提问和发言,老师也对观众们提出的部分问题进行了答疑,会议为关注和研究半导体材料应用的工作者们提供了一个交流和学习的良好平台。

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