半導(dǎo)體晶圓拉曼光譜測試系統(tǒng)具有自動對焦和實時表面跟蹤功能，無需樣品標(biāo)記，可進行無損非接觸式測量，空間分辨率＜1μm。系統(tǒng)可以對第三代半導(dǎo)體進行組分、應(yīng)力、載流子濃度、結(jié)晶度和缺陷進行檢測，廣泛地應(yīng)用于半導(dǎo)體材料的質(zhì)量監(jiān)控、失效分析。

半導(dǎo)體晶圓拉曼光譜測試系統(tǒng)R1——應(yīng)力、組分、載流子濃度

面向半導(dǎo)體晶圓檢測的拉曼光譜測試系統(tǒng)
主要功能：

•光穿過介質(zhì)時被原子和分子散射的光發(fā)生頻率變化，該現(xiàn)象稱為拉曼散射。

•拉曼光譜的強度、頻移、線寬、特征峰數(shù)目以及退偏度與分子的振動能態(tài)、轉(zhuǎn)動能態(tài)、對稱性等緊密相關(guān)

•廣泛地應(yīng)用于半導(dǎo)體材料的質(zhì)量監(jiān)控、失效分析。

儀器架構(gòu)：

性能參數(shù)：

拉曼激發(fā)和收集模塊	激光波長	532 nm
	激光功率	100 mW
	自動對焦	•在全掃描范圍自動聚焦和實時表面跟蹤 •對焦精度<0.2微米
	顯微鏡	•用于樣品定位和成像 •100x，半復(fù)消色差物鏡 •空間分辨率<2微米
	拉曼頻移范圍	80-9000 cm-1
樣品移動和掃描平臺	平移臺	•掃描范圍大于300x300mm。 •最小分辨率1微米。
	樣品臺	•8寸吸氣臺（12寸可定制） •可兼容2、4、6、8寸晶圓片
光譜儀和探測器	光譜儀	•320 mm焦長單色儀，接面陣探測器。 •分辨率<2.0 cm-1。
軟件	控制軟件	•可選擇區(qū)域或點位自動進行逐點光譜采集
	Mapping數(shù)據(jù)分析軟件	•可對光譜峰位、峰高和半高寬等進行擬合。 •可自動擬合并計算應(yīng)力、晶化率、載流子濃度等信息，樣品數(shù)據(jù)庫可定制。 •將擬合結(jié)果以二維圖像方式顯示。

晶圓Mapping軟件界面

數(shù)據(jù)分析軟件界面

應(yīng)力檢測—GaN晶圓片

利用拉曼光譜568 cm-1位置的特征峰位移動，可以檢測GaN晶圓表面應(yīng)力分布。類似方法還可應(yīng)用于表征Si/SiC/GaAs等多種半導(dǎo)體。

載流子濃度檢測——SiC晶圓片

組分檢測——結(jié)晶硅薄膜晶化率測試

結(jié)晶率指晶態(tài)硅與晶界占非晶態(tài)、晶態(tài)、晶界總和的質(zhì)量百分比或體積百分比，是評價結(jié)晶硅薄膜晶化效果的一項重要指標(biāo)。晶化率????????可通過擬合拉曼光譜分峰后定量計算。

多層復(fù)雜晶圓質(zhì)量檢測——AlGaN/GaNHEMT

•氮化鎵高電子遷移率晶體管則憑借其良好的高頻特性在雷達(dá)中應(yīng)用廣泛。

•晶圓片包含Si/AlGaN/GaN多層薄膜結(jié)構(gòu)。

•拉曼光譜可給出多層結(jié)構(gòu)的指紋峰，并對其應(yīng)力、組分、載流子濃度等進行分析。

AlGaN/GaN晶圓，直徑6英寸

面向半導(dǎo)體晶圓檢測的拉曼光譜測試系統(tǒng)

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