英偉達(dá)案例分享：電鏡式原子力顯微鏡在半導(dǎo)體分析中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間： 2026-03-10　　點(diǎn)擊次數(shù)： 481次

半導(dǎo)體是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)，支撐著從計(jì)算到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一切功能。隨著器件尺寸縮小且結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，精準(zhǔn)的失效分析變得至關(guān)重要。

該技術(shù)直接集成于 FIB / SEM（聚焦離子束 / 掃描電鏡）環(huán)境，能夠在納米尺度下對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行原位、特定位置的電學(xué)與形貌表征。它提供精確的電導(dǎo)率映射和摻雜分布分析，同時(shí)保持樣品完整性。

特定位置的失效分析: 利用 SEM 精確定位，結(jié)合高分辨率電導(dǎo)率與摻雜分布映射。.
無縫真空工作流: 與現(xiàn)有失效分析工具兼容，避免表面氧化和污染。.
探針保護(hù)與優(yōu)化接觸: 探針塢（Docking Station）在 FIB 銑削時(shí)保護(hù) AFM 探針；樣品旋轉(zhuǎn)功能優(yōu)化接觸角度，適應(yīng)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)。
省時(shí)與成本效益: 集成化方案減少單樣品測(cè)量時(shí)間，加速研發(fā)進(jìn)程。

01.AFM-in-FIB / SEM 的失效分析流程

樣品制備：使用 FIB 暴露缺陷區(qū)域。
AFM 導(dǎo)航分析：在 SEM 引導(dǎo)下，AFM 探針定位區(qū)域進(jìn)行高分辨率電學(xué)表征（如 C-AFM 或 SSRM）。
數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)：將結(jié)果與 SEM 技術(shù)關(guān)聯(lián)（必要時(shí)校準(zhǔn)），全面理解失效機(jī)制。

AFM-in-FIB / SEM 的失效分析流程

逐層剝離（Delayering）: 通過 PFIB 逐層剝離材料，每層進(jìn)行局部電導(dǎo)率分析，從而精確獲取不同深度的單層結(jié)構(gòu)信息。

校準(zhǔn): 對(duì)已知摻雜濃度的參考樣品進(jìn)行電阻測(cè)量，測(cè)得的電阻隨后與摻雜水平相關(guān)聯(lián)，生成校準(zhǔn)曲線以定量分析摻雜濃度。

通過 AFM-in-FIB/SEM 技術(shù)，對(duì) NAND 結(jié)構(gòu)中的特定通孔進(jìn)行以下分析：

電鏡式原子力顯微鏡案例

SEM 全局成像：我們采用掃描擴(kuò)展電阻顯微鏡（SSRM）結(jié)合掃描電子顯微鏡（SEM），對(duì)半導(dǎo)體器件中的摻雜濃度進(jìn)行了分析，實(shí)現(xiàn)了高分辨率、針對(duì)特定位置的電學(xué)特性表征。

原位 SEM-SSRM 測(cè)量：在納米尺度下映射摻雜濃度，通過將掃描電鏡（SEM）成像與局部電學(xué)特性相結(jié)合，我們能夠精確識(shí)別出摻雜濃度的空間差異，這些差異對(duì)器件的性能表現(xiàn)及可靠性具有決定性影響。

對(duì) SiC MOSFET 的意義：直接表征摻雜層和結(jié)區(qū)，并分析器件結(jié)構(gòu)的精確形狀、尺寸與深度參數(shù)。確保導(dǎo)電性優(yōu)化，減少能量損耗，提升器件可靠性與性能。

更多案例分析，敬請(qǐng)關(guān)注 2026 年 3 月 19 日《AFM-in-SEM 電鏡式原子力顯微鏡在半導(dǎo)體失效分析中的應(yīng)用--原位納米級(jí)電學(xué)表征技術(shù)》研討會(huì)。

AFM-in-SEM 電鏡式原子力顯微鏡在半導(dǎo)體失效分析中的應(yīng)用--原位納米級(jí)電學(xué)表征技術(shù)

這是一次深入了解半導(dǎo)體失效分析前沿技術(shù)的機(jī)會(huì)，期待您的參加。