半导体LED中表面形貌微结构检测方案(扫描探针)

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KEYSIGHTTECHNOLOGIES 大样品台原子力显微镜在工业领域的应用表面形貌及微结构检测 是德科技5600LS AFM/SPM 集成了最新的研发技术，具有分辨率高、稳定性好、热漂移小等特点，是独一无二的、高精度、大样品台原子力显微镜。它配有200mm的真空吸盘，样品尺寸直径最大可至12英寸，厚度可达30mm。根据需要， 5600LS AFM 也可安装12英寸硅片，或是同时安装12片2英寸硅片。在半导体加工、信息存储、LED、微制造、高效能源研究等领域具有广泛应用前景。大样品台原子力显微镜在表面形貌及微结构检测的工业应用领域如下： 在半导体工业领域，原子力显微镜可以检测基片表面抛光缺陷、图形化结构、薄膜表面形貌以及定量的表面粗糙度数据和深度信息。作为半导体器件的基底材料单晶硅片，在后续加工前必须经过抛光处理，由于抛光后的表面平整度在亚纳米数量级，因此就必须采用原子力显微镜来分析表面粗糙度，从而评价抛光工艺的产品质量。芯片表面集成微器件，可以利用原子力显微镜来表征其三维尺寸，进而评估微加工的工艺精度。 在 LED 工业领域，原子力显微镜可在纳米尺度，对样品(比如GaN， PSS) 的 3D 形貌进行非破坏性的测试和研究。作为 LED 器件的基底材料蓝宝石晶片，在切割作业之后需要对其表面进一步抛光处理，晶片表面的平整程度直接影响到后续的 GaN 薄膜沉积，原子力显微镜对表面粗糙度的测量显得至关重要。此外，拋光后的蓝宝石晶片一般还需要进行刻蚀处理，以制备图案化的蓝宝石衬底(PSS)，原子力显微镜可以测量刻蚀后表面微结构的三维尺寸，从而评价刻蚀工艺质量。对于通过 MOCVD 方法沉积在蓝宝石衬底上的 GaN 薄膜， 一般都采用原子力显微镜分析其表面呈原子台阶分布的层状形貌，值得注意的是原子力显微镜对沉积薄膜表面的缺陷检测显得至关重要，已成为检测分析 GaN薄膜表面缺陷的唯一手段。 在信息存储材料领域，原子力显微镜不但可以获得材料表面形貌、表面粗糙度和高度等信息，而且可以获得材料表面磁学性质分布的差异，得到表面磁畴分布图。计算机硬盘读写过程中，可以利用原子力显微镜检测表面磁畴来判断磁道的磨损及失效。 在高效能源研究研究领域，比如太阳能薄膜、锂离子电池材料在不同环境条件(湿度变化)下的表面形貌改变、微结构的生成，就可利用原子力显微镜原位监测其变化过程，得到一系列环境响应形貌变化结果。 随着新技术的不断发展，目前越来越多的国内外企业领域都采用 5600LS AFM/SPM 大样品台原子力显微镜对其产品质量及工艺过程进行评价。例如协鑫光电科技有限公司，英特尔，富晶钻科技有限公司，凸版彩晶(Toppan)科技有限公司等。 5600LS AFM/SPM 设备及安装2英寸与12英寸晶片样品台照片 抛光后的单晶硅表面形貌及截面分析 图案化蓝宝石衬底， GaN 原子台阶形貌及 GaN 薄膜表面缺陷形貌 存储器芯片表面形貌     在半导体工业领域，原子力显微镜可以检测基片表面抛光缺陷、图形化结构、薄膜表面形貌以及定量的表面粗糙度数据和深度信息。作为半导体器件的基底材料单晶硅片，在后续加工前必须经过抛光处理，由于抛光后的表面平整度在亚纳米数量级，因此就必须采用原子力显微镜来分析表面粗糙度，从而评价抛光工艺的产品质量。芯片表面集成微器件，可以利用原子力显微镜来表征其三维尺寸，进而评估微加工的工艺精度。       LED工业领域，原子力显微镜可在纳米尺度，对样品（比如GaN，PSS）的3D形貌进行非破坏性的测试和研究。作为LED器件的基底材料蓝宝石晶片，在切割作业之后需要对其表面进一步抛光处理，晶片表面的平整程度直接影响到后续的GaN薄膜沉积，原子力显微镜对表面粗糙度的测量显得至关重要。此外，抛光后的蓝宝石晶片一般还需要进行刻蚀处理，以制备图案化的蓝宝石衬底（PSS），原子力显微镜可以测量刻蚀后表面微结构的三维尺寸，从而评价刻蚀工艺质量。对于通过MOCVD方法沉积在蓝宝石衬底上的GaN薄膜，一般都采用原子力显微镜分析其表面呈原子台阶分布的层状形貌，值得注意的是原子力显微镜对沉积薄膜表面的缺陷检测显得至关重要，已成为检测分析GaN薄膜表面缺陷的唯一手段。    在信息存储材料领域，原子力显微镜不但可以获得材料表面形貌、表面粗糙度和高度等信息，而且可以获得材料表面磁学性质分布的差异，得到表面磁畴分布图。计算机硬盘读写过程中，可以利用原子力显微镜检测表面磁畴来判断磁道的磨损及失效。    在高效能源研究研究领域，比如太阳能薄膜、锂离子电池材料在不同环境条件（湿度变化）下的表面形貌改变、微结构的生成，就可利用原子力显微镜原位监测其变化过程，得到一系列环境响应形貌变化结果。