新闻稿：新型生产车间工具，助力快速精准的半导体质量控制与分析
2023年2月10日
对半导体状态的分析——从起始晶圆到最终器件——通常被视为专家的工作，且极少有分析工具能直接在生产线上作为“决策依据”，用于判断材料质量的优劣。
Freiberg Instruments 推出的新型高分辨率表面光电压光谱仪（HR-SPS）是一款名副其实的生产线工具，其特点在于检测过程不会影响生产流程的速度。该设备可检测生产中所用材料（无论是硅、碳化硅还是其他半导体或光活性材料）中影响良率的关键参数。
HR-SPS 仪器可测量材料在受一个或多个光源激发时的时域表面光电压响应。光源的选择依据材料的电子特性以及材料中已知的、可能导致良率损失的缺陷。例如，在单晶硅晶圆中，可能存在多种缺陷，这些缺陷会在器件加工过程中导致良率损失。 单晶硅晶圆中可能含有高浓度的氮，这些氮源自晶锭生长周期或不同的器件加工步骤。 氮原子会在原本完美的硅晶体中形成置换对，而该对会严重影响MOS栅极结构的性能，因为该对会在硅晶圆中形成不利的电子态。HR-SPS设备不仅能检测此类缺陷的存在，还能测定其近似密度。通过这种方式，可以监测晶圆批次内部及批次之间的差异，并通过设备/工具到主机的接口协议进行报告，用于统计过程控制（SPC）目的。
HR-SPS 是一款功能极其多样的仪器，支持多种配置方式。它几乎适用于任何光敏材料——目前唯一的限制是带隙能量，上限为 5.0 eV。其基本测量方式是采集纳秒级时域分辨率的表面光电压信号，该信号具有极佳的信噪比，且量程覆盖 5-6 个数量级。 单次测量（含信号分析循环）约需15–30秒。输出结果可涵盖从“合格/不合格”判定到被测材料状态的完整测量报告。毋庸置疑，该设备可进行任何符合SEMI标准的机械适配，以对接自动化材料处理系统（AMHS）。