环扫电镜表征影响因素及芯片失效分析应用

对环境扫描电镜(ESEM)表征影响因素进行试验研究,根据半导体芯片的结构,进行成像参数优化,试验结果表明较为适合的优化参数为:腔室气压40Pa^80Pa,加速电压10k V^20k V。研究了裙散效应对能谱分析的影响,结果表明非分析区域元素含量与离能谱分析点的距离呈幂函数衰减,应证了文献报道的理论计算,对于能谱分析排除干扰元素有一定的参考意义。针对破坏性物理分析(DPA)试验中发现的塑封器件腐蚀缺陷,利用ESEM在优化参数下进行机理分析,结果表明玻璃钝化层裂纹是导致铝金属条被腐蚀的原因,而玻璃钝化层裂纹是由于器件材料性质不匹配,在热载荷条件下产生热应力而引起。这种表层缺陷极有可能因为镀膜而被掩盖,因此,利用ESEM检测半导体器件具有一定的必要性。