РЕЖИМ САМОКАЛИБРОВКИ ЗОНДА КЕЛЬВИНА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН

Improvement of repeatability and reliability of semiconductor wafers properties monitoring with a probe charge-sensitive methods is achieved by realization of Kelvin probe self-calibration mode using a wafer’s surface itself as a reference sample. Results of wafer surface scanning are visualized in the form of parameter distribution color map. A method of measurements based on Kelvin probe self-calibration mode is realized in a measurement installation for non-destructive non-contact monitoring of semiconductor wafer defects. Method can be used to define defects’ physical properties including minority carrier diffusion length and lifetime, trapped charge density and energy distribution etc.Повышение воспроизводимости и достоверности результатов контроля электрофизических параметров полупроводниковых пластин зондовыми зарядочувствительными методами обеспечивается в работе за счет реализации режима самокалибровки зонда Кельвина, при котором в качестве образца для калибровки используется поверхность самой контролируемой пластины. Измерения выполняются в сканирующем режиме с визуализацией результатов контроля в виде цветной карты распределения контролируемого параметра. Методика измерений, основанная на использовании режима самокалибровки зонда Кельвина, реализована в конструкции измерительной установки, обеспечивающей бесконтактный неразрушающий контроль и визуализацию дефектов полупроводниковых пластин и определение их основных электрофизических параметров, таких как длина диффузии и время жизни неравновесных носителей заряда, плотность и энергетический спектр заряда на ловушках и некоторых других.

МОНИТОРИНГ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ГЕРМЕТИЗАЦИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

High reliability of ASICs in metal-ceramic packages at the stage of manufacturing is achieved as a result of minimization of moisture content inside the package and due to continuous measurements of parameters of the encapsulation environment. It is shown that the use of instruments for checking the conditions of contact welding and the instruments for complex measurements of parameters of the ambient environment of the encapsulation system has allowed to provide a continuous monitoring of the process parameters: welding current, temperature, dew point and relative humidity of an inert ambient environment. As the result of seam welding, increase of yield fitted in hermeticity over 99,0 % and decrease the moisture content inside the IC package to vol. 0,01–0,2 % has been reached.Высокая надежность интегральных схем специального назначения в металлокерамических корпусах на стадии производства достигается в результате минимизации содержания влаги в корпусе и постоянного измерения параметров среды герметизации. Показано, что использование приборов контроля режимов контактной сварки и приборов для комплексного измерения параметров атмосферы установки герметизации позволило осуществить постоянный мониторинг параметров технологического процесса – тока сварки, температуры, точки росы и относительной влажности инертной атмосферы. В результате мониторинга процесса шовно-роликовой сварки достигнуто увеличение выхода годных по герметичности более 99,0 % и снижение влаги в корпусах интегральных схем до 0,01–0,2 % объёмных

КОНТРОЛЬ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ КРЕМНИЙ-ДИЭЛЕКТРИК НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ПО ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН

The matter of the study is application of contact potential difference and band bending visualization technique based on Kelvin–Ziesman technique to the non-destructive testing and defects study of a silicon-insulator structure. Experiments were held using a thermally oxidized boron-doped silicon wafer. Visualized defect distribution map is in a good agreement with a preliminary data on defectproducing factors. Results compared to ellipsometry data show that CPD visualization data is not influenced by presence and thickness of insulating layer.Рассмотрено применение метода Кельвина–Зисмана (контактной разности потенциалов) для неразрушающего контроля и выявления дефектов структур кремний-диэлектрик. Метод использовался для визуализации распределения электрического потенциала поверхности и изгиба энергетических зон по поверхности термически окисленной кремниевой пластины, легированной бором. Полученная картина распределения дефектов находится в хорошем согласии с данными о влиянии дефектообразующих факторов. Сопоставление результатов визуализации потенциала поверхности с данными, полученными методом эллипсометрии, показало, что наличие и толщина диэлектрического слоя не оказывают влияния на результаты контроля

КОНТРОЛЬ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ КРЕМНИЙ-ДИЭЛЕКТРИК НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ПО ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН

The matter of the study is application of contact potential difference and band bending visualization technique based on Kelvin–Ziesman technique to the non-destructive testing and defects study of a silicon-insulator structure. Experiments were held using a thermally oxidized boron-doped silicon wafer. Visualized defect distribution map is in a good agreement with a preliminary data on defectproducing factors. Results compared to ellipsometry data show that CPD visualization data is not influenced by presence and thickness of insulating layer.Рассмотрено применение метода Кельвина–Зисмана (контактной разности потенциалов) для неразрушающего контроля и выявления дефектов структур кремний-диэлектрик. Метод использовался для визуализации распределения электрического потенциала поверхности и изгиба энергетических зон по поверхности термически окисленной кремниевой пластины, легированной бором. Полученная картина распределения дефектов находится в хорошем согласии с данными о влиянии дефектообразующих факторов. Сопоставление результатов визуализации потенциала поверхности с данными, полученными методом эллипсометрии, показало, что наличие и толщина диэлектрического слоя не оказывают влияния на результаты контроля

MONITORING OF IC ENCAPSULATION PROCESS

High reliability of ASICs in metal-ceramic packages at the stage of manufacturing is achieved as a result of minimization of moisture content inside the package and due to continuous measurements of parameters of the encapsulation environment. It is shown that the use of instruments for checking the conditions of contact welding and the instruments for complex measurements of parameters of the ambient environment of the encapsulation system has allowed to provide a continuous monitoring of the process parameters: welding current, temperature, dew point and relative humidity of an inert ambient environment. As the result of seam welding, increase of yield fitted in hermeticity over 99,0 % and decrease the moisture content inside the IC package to vol. 0,01–0,2 % has been reached

KELVIN PROBE SELF-CALIBRATION MODE FOR SEMICONDUCTOR WAFERS PROPERTIES MONITORING

Improvement of repeatability and reliability of semiconductor wafers properties monitoring with a probe charge-sensitive methods is achieved by realization of Kelvin probe self-calibration mode using a wafer’s surface itself as a reference sample. Results of wafer surface scanning are visualized in the form of parameter distribution color map. A method of measurements based on Kelvin probe self-calibration mode is realized in a measurement installation for non-destructive non-contact monitoring of semiconductor wafer defects. Method can be used to define defects’ physical properties including minority carrier diffusion length and lifetime, trapped charge density and energy distribution etc

STUDY OF SILICON-INSULATOR STRUCTURE DEFECTS BASED ON ANALYSIS OF A SPATIAL DISTRIBUTION OF A SEMICONDUCTOR WAFERS’ SURFACE POTENTIAL

The matter of the study is application of contact potential difference and band bending visualization technique based on Kelvin–Ziesman technique to the non-destructive testing and defects study of a silicon-insulator structure. Experiments were held using a thermally oxidized boron-doped silicon wafer. Visualized defect distribution map is in a good agreement with a preliminary data on defectproducing factors. Results compared to ellipsometry data show that CPD visualization data is not influenced by presence and thickness of insulating layer