二次離子質(zhì)譜儀的原理及在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用.pdf

1、二次離子質(zhì)譜(SIMS)是離子質(zhì)譜學(xué)的一個(gè)分支，是表面分析的有利工具。其特點(diǎn)是高靈敏度和高分辨率。本文對于摻雜元素的深度分布分析發(fā)現(xiàn)可以利用SIMS對摻雜元素的極高靈敏度的特點(diǎn)，對樣品的注入條件進(jìn)行分析，在生產(chǎn)中可以進(jìn)行離子注入機(jī)臺(tái)的校驗(yàn)，并確定新機(jī)臺(tái)的可以投入生產(chǎn)。對于摻雜元素均勻性分析實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)SIMS對于CVD沉積工藝的質(zhì)量監(jiān)控尤其是硼磷元素的分布和生長比率等方面有不可替代的作用。通過SIMS結(jié)果的分析幫助CVD工程師進(jìn)行生長條件的

2、調(diào)節(jié)，確定最佳沉積工藝條件。對于雜質(zhì)污染的SIMS表面分析，可以對樣品表面結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)摻雜情況進(jìn)行詳細(xì)了解，幫助Photo工藝精確判定是否存在殘留光刻膠，可以保證芯片的有源區(qū)的潔凈生長，對器件的電性質(zhì)量及可靠性起到至關(guān)重要的作用。對摻雜元素退火后的形貌分析研究發(fā)現(xiàn)通過改變摻雜元素的深度分布，來保證器件的電學(xué)性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。可以幫助LTD進(jìn)行新工藝的研究對于90nm/65nm/45nm新產(chǎn)品開發(fā)起到很大作用。此外本文介紹了SIMS在失效分

3、析領(lǐng)域的應(yīng)用，通過對太陽能板的利用比率失效分析研究，結(jié)合SIMS與SEM，F(xiàn)IB綜合研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)PN節(jié)的深度沒有達(dá)到工藝要求，從而導(dǎo)致光能的轉(zhuǎn)換比率偏低，使太陽電池能的性能不良并必須進(jìn)行改善。
　　 利用二次離子質(zhì)譜儀對多晶硅/氧化硅界面進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)多晶硅/氧化硅界面不是突變的，而存在著一個(gè)過渡區(qū)；根據(jù)多晶硅薄膜的成核理論，分析該過渡區(qū)形成的物理起源和機(jī)理，并利用“氧化層電導(dǎo)”模型，定量分析過渡區(qū)對器件柵氧化層電導(dǎo)的影響。由此