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正文:

干涉式光學(xué)顯微鏡對(duì)半導(dǎo)體晶片表面缺陷的分析

一、實(shí)驗(yàn)之目的

本實(shí)驗(yàn)旨在使學(xué)員了解，如何使用化學(xué)浸蝕方式顯現(xiàn)半導(dǎo)體晶片表面材料缺陷和利
用光學(xué)干涉顯微鏡觀察晶片表面之浸蝕孔，進(jìn)而評(píng)估晶片缺陷之密度。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料

實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要為諾瑪斯基干涉式光學(xué)顯微鏡(Nomarski interference contrast optical
microscope)，用來觀察經(jīng)化學(xué)浸蝕后之砷化鎵(GaAs)晶片表面狀態(tài)。

三、實(shí)驗(yàn)原理

(一)半導(dǎo)體材料缺陷孔蝕之分析
晶格缺陷一般均會(huì)存在于材料內(nèi)部，它們的存在通常都會(huì)影響材料的特性。由于
半導(dǎo)體材料大都應(yīng)用在微電子元件及光電元件中，材料內(nèi)部的缺陷往往會(huì)導(dǎo)致元件功
能之不良或壽命之衰減，對(duì)于缺陷的容忍度很低。因此探討半導(dǎo)體晶片表面的缺陷例
如差排等，乃評(píng)估晶片品質(zhì)好壞的指標(biāo)。在所有缺陷分析方法中，藉由濕式化學(xué)浸蝕
(wet chemical etching)來顯現(xiàn)半導(dǎo)體材料內(nèi)之差排孔蝕(etching pit)密度，是最常被用
來鑑定半導(dǎo)體晶片品質(zhì)的方法之一。
在濕式化學(xué)浸蝕中，浸蝕液對(duì)缺陷區(qū)附近材料之浸蝕速率高于非缺陷區(qū)，因此常
會(huì)發(fā)生選擇性孔蝕(selective etch)，因此在干涉式光學(xué)顯微鏡下即可清楚的觀察到缺
陷，并得以計(jì)算其密度。表一所列為部份半導(dǎo)體晶片缺陷孔蝕所使用之浸蝕液組成
圖。圖一為干涉式光學(xué)顯微組織照片，顯示砷化鎵晶片上之差排孔蝕。