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正文:

干涉式光學顯微鏡對半導體晶片表面缺陷的分析

一、實驗之目的

本實驗旨在使學員了解，如何使用化學浸蝕方式顯現半導體晶片表面材料缺陷和利
用光學干涉顯微鏡觀察晶片表面之浸蝕孔，進而評估晶片缺陷之密度。

二、實驗設備和材料

實驗設備主要為諾瑪斯基干涉式光學顯微鏡(Nomarski interference contrast optical
microscope)，用來觀察經化學浸蝕后之砷化鎵(GaAs)晶片表面狀態(tài)。

三、實驗原理

(一)半導體材料缺陷孔蝕之分析
晶格缺陷一般均會存在于材料內部，它們的存在通常都會影響材料的特性。由于
半導體材料大都應用在微電子元件及光電元件中，材料內部的缺陷往往會導致元件功
能之不良或壽命之衰減，對于缺陷的容忍度很低。因此探討半導體晶片表面的缺陷例
如差排等，乃評估晶片品質好壞的指標。在所有缺陷分析方法中，藉由濕式化學浸蝕
(wet chemical etching)來顯現半導體材料內之差排孔蝕(etching pit)密度，是最常被用
來鑑定半導體晶片品質的方法之一。
在濕式化學浸蝕中，浸蝕液對缺陷區(qū)附近材料之浸蝕速率高于非缺陷區(qū)，因此常
會發(fā)生選擇性孔蝕(selective etch)，因此在干涉式光學顯微鏡下即可清楚的觀察到缺
陷，并得以計算其密度。表一所列為部份半導體晶片缺陷孔蝕所使用之浸蝕液組成
圖。圖一為干涉式光學顯微組織照片，顯示砷化鎵晶片上之差排孔蝕。