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浅谈半导体检测中不可少是什么?

           半导体工业涵盖各样的应用,从PC到移动设备的处理器和存储器,从集成电路到太阳能电池。在半导体工业中,红外线工业相机可以用来检测纯半导体材料的质量。此外,切割成晶片的硅锭和晶片成品,也可以用类似的方法检测缺陷或裂纹,然后将晶片加工成光电子元器件或其他半导体器件。在切割晶圆成为单芯片的加工过程中,对于锯片和激光校准来说,红外线工业相机依旧是目前应用的主流方案。为了进行失效分析,装配好的集成电路要进行裂纹或光刻检测,整个生产流程中都需要进行检测,而在这些应用中,都少不了红外线相机的身影。
           “透明”的硅锭
           使用一台红外线相机,配合发射波长在1150nm波段的光源,很轻易的就可以进行硅锭或硅砖的内部杂志和结构的检测。
           这是因为这种半导体材料不吸收能量低、相对波长较长的短波红外光子,而可见光光子则因具有较高的能量和相对较短的波长被材料吸收,无法透过。
           使用红外线相机成为了半导体检测的优良检测工具,可以直接检测缺陷、杂质、孔洞或夹杂。
           当硅锭进一步加工成为晶片时,硅锭中的杂质会对生产设备造成损害。
           通过红外线相机的检测,则可以规避类似的问题,从而保障生产效率。
           “看穿”晶圆内部
           晶圆制造的过程中,细颗粒或裂纹等缺陷可能隐匿于晶片内或晶片之间,而可见光CCD或CMOS相机能够检测晶片表面的缺陷,不论晶片颗粒,还是晶片间缝隙,亦或是其他缺陷。
           封装前的模具检测也是通过红外线相机进行的,比如晶圆切割过程中造成的,隐藏在硅材料内的细小裂纹。
           红外线相机能够增加产能和效能,例如封装检测、设备缺陷检测、临界尺寸和封装测试。
           在晶圆封装过程中,对于晶元制造和封装技能,红外线相机可以实现多层的质量评价。
           “发光”的太阳能电池
           太阳能电池裂纹检测,太阳能电池光电转换效率检测,通常基于发光效应,即电子从激发态过渡到稳定状态时半导体材料的光发射。多余的能量会被转化为光子发射出去,它们的波长取决于太阳能电池材料的带隙。对于使用硅材料的太阳能电池来说,这个带隙能量对应的波长大约在1150nm。但是如果硅材料中含有一些缺陷,则光发射的能量峰值会发生变化,带隙可能会在1300~1600nm之间。其他材料例如铜铟镓硒(CIGS)或二铜铟二硒(CIS)也可以用于太阳能电池的生产。对于这些材料,光发射波长都在1300nm以上。
           在半导体生产过程中,尽早发现裂纹和微裂纹已经变得重要。易碎的半导体材料中如果存在裂纹,会导致单个太阳能电池破损,生产机器停机,且清理困难。
           在线裂纹检测仪器已经成为太阳能电池标准产线的一部分。然而,晶体硅晶片,主要是多晶硅的自动光学探伤,依然是一项具有挑战性的工作。
2020/09/23 13:49:17 116 次

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