服务范围
半导体材料、有机小分子材料、高分子材料、有机/无机杂化材料、无机非金属材料。
检测项目
（1）半导体材料元素成分分析：EDS 元素分析，X 射线光电子能谱（XPS）元素分析；
（2）半导体材料分子结构分析：FT-IR 红外光谱分析，X 射线衍射（XRD）光谱分析，核磁共振波普分析（H1NMR、C13NMR）；
（3）半导体材料微观形貌分析：双束聚焦离子束（DB FIB）切片分析，场发射扫描电镜（FESEM）微观形貌量测与观察，原子力显微镜（AFM）表面形貌观察。
相关资质
CNAS
服务背景
随着大规模集成电路的不断发展，芯片制程工艺日趋复杂，半导体材料微结构及成分异常阻碍着芯片良率的提高，为半导体及集成电路新工艺的实施带来了极大的挑战。
我们的优势
（1）芯片晶圆级剖面制备及电子学分析，基于聚焦离子束技术(DB-FIB)，对芯片局部区域进行精确切割，并实时进行电子学成像，可得到芯片剖面结构，成分等重要工艺信息；
（2）半导体制造相关材料理化特性全方位分析，包括有机高分子材料、小分子材料、无机非⾦属材料的成分分析、分子结构分析等；
（3）半导体物料污染物分析方案的制定与实施。可帮助客户全面了解污染物的理化特性，包括：化学成分组成分析、成分含量分析、分子结构分析等物理与化学特性分析。
案例分享
TEM在封装工艺失效分析中的应用
已知Via和衬底界面的结构为衬底/Ti/Seed Cu/电镀Cu，且通过DB-FIB分析观察到该界面产生了裂纹。客户想要进一步分析该裂纹具体是在上述哪两种物质的界面萌生的，进而分析其失效机理并回溯改进相关工艺。
失效分析方案在Via的直径处提取截面TEM样品，样品深度约为30 μm。减薄后的TEM样品全貌如图2所示。这种远大于常规TEM样品深度（一般为~5-10 μm）的尺寸表明广电计量具备大尺寸TEM样品的制备和分析能力。两个红色框处是后续TEM拍照分析区域。
图2 利用DB-FIB制备的透射切片样品的全貌图，样品深度~30 μm
用TEM的明场模式观察图2中左边的红色框区域，低倍和高倍图像如图3所示。从高倍TEM图片（图3c）可以看出，裂纹两侧的缺口形貌吻合，拼接后可以还原出界面的原始形貌。再利用EDX进行元素分析，结果如图4。由图4可知，裂纹两侧均为Cu元素，而EDX无法区分Seed Cu和电镀铜，因此需要借助衍射分析来确定裂纹两侧区域Cu的晶体结构和相应的晶格参数，从而判断两侧的铜是同种类型还是不同类型。
图3 裂纹区域的TEM明场像：a) 低倍；b) 和 c) 高倍细节图
图4 裂纹两侧区域EDX元素分析结果
a) HAADF图像；b) Ti元素分布；c) Cu元素分布
裂纹附近区域的衍射分析结果如图5。由此可知，三个不同区域采集的衍射斑点，标定结果均为Cu的fcc结构（从不同的晶带轴入射）。但是经过计算和对比，这三个区域对应的衍射斑点，其晶面间距有所不同；也就是说虽然都是fcc结构，但是其晶格参数（fcc晶胞的a值）不同，表明其是不同的工艺所得。尤其是区域2（绿色框）和区域3（黄色框）的晶格参数差异，表明该裂纹是在不同工艺的Cu的界面产生。
图5 a)裂纹区域高倍TEM图像和衍射斑点采集位置示意图
b) 衬底区域的Cu衍射斑点
结论衍射结果证明裂纹两侧为不同类型的 Cu，也就是说裂纹是从seed Cu与电镀Cu的界面产生并沿着此界面扩散。基于此可以作为改进相关工艺的依据。
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