【儀表網(wǎng) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)】近日，由TC38(全國(guó)微束分析標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì))歸口，南方科技大學(xué) 、廣東省科學(xué)院工業(yè)分析檢測(cè)中心 、勝科納米(蘇州)有限公司等單位起草的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃《微束分析 透射電子顯微術(shù) 集成電路芯片中功能薄膜層厚度的測(cè)定方法》征求意見(jiàn)稿公布，并公開(kāi)征求意見(jiàn)。截止時(shí)間2023年5月5日。
 

　　功能薄膜材料及性能是先進(jìn)集成電路(Integrated Circuit，IC)制程中非常重要的基礎(chǔ)性工藝技術(shù)保障。在 Si 基芯片、GaN 或 SiC 為基的寬禁帶半導(dǎo)體功率及射頻器件芯片、Micro-Led 等微納半導(dǎo)體元器件中，各類(lèi)功能薄膜材料更具有顯微結(jié)構(gòu)復(fù)雜、化學(xué)組成多元的特點(diǎn)。先進(jìn)集成電路技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入3-5 納米技術(shù)時(shí)代。伴隨著智能社會(huì)的臨近以及 5G 技術(shù)的普及，未來(lái)移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)、智能健康醫(yī)療、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和智能駕駛等新興集成電路產(chǎn)業(yè)遠(yuǎn)景正推動(dòng)著先進(jìn)集成電路芯片的智能化、功能化、微型化的技術(shù)進(jìn)程，成為半導(dǎo)體工業(yè)目前和未來(lái)技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)和特征。萬(wàn)物互聯(lián)和器件多功能性造就未來(lái)集成電路器件的更多新材料新結(jié)構(gòu)的獨(dú)特屬性。因此，集成電路芯片的納米結(jié)構(gòu)、高純材料、微量控制、界面工程等精準(zhǔn)規(guī)范化分析測(cè)試技術(shù)成為未來(lái)半導(dǎo)體工業(yè)健康發(fā)展的重要技術(shù)關(guān)鍵，這對(duì)于新器件研發(fā)/量產(chǎn)以及新型器件失效分析都非常重要且意義重大。
 

　　透射電子顯微術(shù)(TEM)獨(dú)特的埃米級(jí)高空間分辨率的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)使其成為唯一的實(shí)現(xiàn)在納米尺度進(jìn)行微觀(guān)結(jié)構(gòu)和微觀(guān)化學(xué)組成分析檢測(cè)的技術(shù)。在目前我國(guó)大力發(fā)展各類(lèi)半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的前提下，科研院所、高等院校、大型企業(yè)和各地分析測(cè)試中心等實(shí)驗(yàn)室都已裝備了大量透射電鏡/掃描透射電鏡(TEM/STEM)，透射電子顯微技術(shù)業(yè)已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體器件研發(fā)/生產(chǎn)中微納米尺度材料的分析研究中。
 

　　1996年發(fā)布的 JY/T 011-1996，目前修訂為 JY/T 0581-2020 的“透射電子顯微鏡分析方法通則”規(guī)定了透射電子顯微鏡的常規(guī)分析方法。然而該通則要求寬泛，缺少明確的試驗(yàn)步驟，已不適應(yīng)未來(lái)集成電路技術(shù)發(fā)展對(duì)相關(guān)新材料、新結(jié)構(gòu)、新化學(xué)等精準(zhǔn)分析測(cè)試的技術(shù)要求。因此，為了滿(mǎn)足未來(lái)半導(dǎo)體芯片工業(yè)發(fā)展對(duì)材料顯微結(jié)構(gòu)分析的需求，規(guī)范應(yīng)用透射電子顯微術(shù)對(duì)器件中各功能薄膜層厚度的測(cè)量方法，制定新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)具有重要意義。
 

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。參考GB/T 8170 數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定；GB/T 18907 微束分析 透射電子顯微術(shù) 透射電鏡選區(qū)電子衍射分析方法；GB/T 19619 納米材料術(shù)語(yǔ)等文件內(nèi)容編制。
 

　　本文件規(guī)定了用透射電子顯微鏡/掃描透射電子顯微鏡(TEM/STEM)檢測(cè)采用集成電路工藝制備的半導(dǎo)體芯片中功能薄膜層厚度的測(cè)定方法。本文件適用于所有半導(dǎo)體芯片。代表性微納器件為各類(lèi)Si基芯片、化合物半導(dǎo)體基器件、寬禁帶半導(dǎo)體(GaN、SiC等)基的功率和射頻芯片、Micro-Led等。
 

　　方法原理：
 

　　采用集成電路工藝制備的各類(lèi)集成電路芯片由若干顯微結(jié)構(gòu)復(fù)雜、化學(xué)組成多元的納米功能薄膜構(gòu)成。雖然通常可以使用分辨率足夠高的透射電子顯微術(shù)(TEM)測(cè)定薄膜厚度，但對(duì)日益增多的化學(xué)組成多元的高性能芯片，需要綜合使用 TEM 和掃描透射電子顯微術(shù)(STEM)相結(jié)合的技術(shù)進(jìn)行表征，因?yàn)樵谶m當(dāng)?shù)某上駰l件下，高角度環(huán)形暗場(chǎng) STEM 圖像襯度對(duì)樣品中不同薄膜的化學(xué)組成更為敏感。使用透射電子顯微術(shù)測(cè)量納米級(jí)薄膜厚度時(shí)，關(guān)鍵的操作步驟是調(diào)節(jié)薄晶體樣品中半導(dǎo)體基體的晶體取向，確保其上表面水平，使三維樣品真實(shí)地投影在二維圖像上，得到精確測(cè)量結(jié)果。
 

　　儀器設(shè)備：
 

　　1.透射電子顯微鏡(TEM)或掃描透射電子顯微鏡(TEM/STEM)，配備雙傾試樣臺(tái)或傾動(dòng)—轉(zhuǎn)動(dòng)試樣臺(tái)。
 

　　2.制樣設(shè)備，聚焦離子束系統(tǒng)(FIB)或離子減薄。
 

　　3.透射電子顯微鏡應(yīng)定期按照GB/T 34002進(jìn)行校準(zhǔn)或核查。
 

　　實(shí)驗(yàn)報(bào)告：
 

　　完成試驗(yàn)測(cè)定和分析后，應(yīng)將試驗(yàn)結(jié)果和有關(guān)數(shù)據(jù)整理分析、給出結(jié)果報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括以下信息：a)試樣名稱(chēng)及編號(hào)；b)試樣特征的描述；c)所用儀器的名稱(chēng)和型號(hào)；d)測(cè)試條件及參數(shù)，如加速電壓、放大倍數(shù)和工作模式等；e)本文件編號(hào)；f)測(cè)量不確定度(必要時(shí))。
 

　　更多詳情請(qǐng)見(jiàn)附件。