微波半導(dǎo)體器件可靠性的電子顯微分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，電子整機(jī)系統(tǒng)的工作頻率越來越高，微波半導(dǎo)體器件在各領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，而在使用過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題和可靠性問題也日益增多，有些已造成了生產(chǎn)方和使用方的巨大經(jīng)濟(jì)損失，直接影響了整機(jī)系統(tǒng)的可靠性。在這種趨勢(shì)下，如何進(jìn)一步改善和提高微波半導(dǎo)體器件的可靠性水平已經(jīng)成為一個(gè)不容忽視的問題，并得到越來越普遍的重視。本論文采用掃描電子顯微鏡和電子探針能譜儀為主要的研究手段，研究了微波半導(dǎo)體器件的失效分析方法，對(duì)微波半導(dǎo)體器件的

2、金鋁鍵合進(jìn)行了可靠性試驗(yàn)，對(duì)肖特基二極管的工藝流程進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)失效的微波半導(dǎo)體器件進(jìn)行了分析，綜合運(yùn)用電子顯微分析方法，找出了失效原因并提出改進(jìn)措施，取得了如下的成果。 (1)分析樣品的制備：樣品的制備應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牡牟煌椒ǜ鳟悾瑢?dǎo)電性不好的樣品，如果觀察的重點(diǎn)是元素的組成應(yīng)選擇噴碳；如果觀測(cè)的重點(diǎn)是二次電子形貌像則應(yīng)噴金，同時(shí)噴鍍的時(shí)間根據(jù)樣品表面的平整度和放大倍數(shù)不同而各異。開封檢測(cè)時(shí)應(yīng)根據(jù)樣品的特性選擇不同的腐蝕液。

3、 (2)掃描電子顯微鏡二次電子圖像質(zhì)量的提高：針對(duì)不同的樣品，采用各自適當(dāng)?shù)募铀匐妷?；?duì)于高倍觀察，宜選擇較小的束斑尺寸而低倍觀察則恰好相反；可以通過導(dǎo)電法、降低電壓法和快速觀測(cè)法來減少荷電效應(yīng)，由多個(gè)影響因素的聯(lián)合調(diào)節(jié)才可獲得最清晰的二次電子像。 (3)電子探針能譜定量分析結(jié)果的改進(jìn)：對(duì)樣品分析時(shí)要選擇合適的加速電壓，分析微區(qū)和收集時(shí)間，同時(shí)避免點(diǎn)分析引入碳污染；能譜分析時(shí)都需要校準(zhǔn)，根據(jù)樣品的不同選擇不同的校準(zhǔn)樣品，使

4、得感興趣區(qū)域能夠覆蓋所有的譜峰；運(yùn)用可視化峰剝離技術(shù)能較快識(shí)別出重疊譜峰，得到準(zhǔn)確的定量分析結(jié)果。 (4)微波半導(dǎo)體器件金鋁鍵合可靠性的研究：通過樣品的制備、剪切力測(cè)試、切片分析和電子顯微分析證實(shí)了金屬間化合物的消長(zhǎng)及空洞的形成機(jī)制；剪切力強(qiáng)度的退化和形成空洞的程度有密切的關(guān)系；空洞的產(chǎn)生，會(huì)造成鍵合點(diǎn)的退化，使Kirkendall空洞加劇，形成裂痕，導(dǎo)致Au-wire與Al-pad分離而失效；高溫存儲(chǔ)釋放出鹵族元素離子形成不穩(wěn)