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半导体行业常用的十五类材料检测科学仪器与技术盘点

自中美贸易战以来,国家对于半导体行业的重视日渐提升。为避免关键技术被“卡脖子”,国家大力推动半导体行业的发展,先后发布了《国务院关于印发新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》、《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的公告》等政策,从财税政策、投融资政策、研究开发政策、进出口政策、人才政策、知识产权政策、市场应用政策、国际合作政策等多个层面支持国内半导体行业的自主创新。 半导体材料主要包括第一代半导体材料(Si等)、第二代半导体材料(砷化镓GaAs、锑化铟InSb等)、第三代半导体材料(碳化硅SiC、氮化镓GaN、氧化锌ZnO、金刚石、氮化铝等),以及在半导体工艺环节必须用到的特种气体、靶材、光刻胶、显影液、抛光液和抛光垫、键合胶、电镀液、清洗液、刻蚀液、研磨材料、掩模版、光阻材料等。其中,大部分半导体材料依赖于对外进口,目前主要进口自美国、日本、韩国等。 表1 热门半导体材料主要进口国家及地区 主要半导体材料 主要进口国家及地区 硅片等 日本、德国、韩国、美国、中国台湾 砷化镓GaAs等 日本 碳化硅SiC等 美国、欧洲 特种气体 美国、德国、法国、日本 靶材 美国、日本 光刻胶 中国台湾、日本、美国 抛光液和抛光垫 美国、日本、韩国 研磨材料 美国 掩模版 日本 湿电子化学品 德国、美国、日本、韩国、中国台湾 光阻材料 日本 封装材料 中国台湾 半导体材料的晶体结构和缺陷杂质都将对半导体器件的性能产生较大的影响,因此半导体材料的检测对于成品质量具有至关重要的意义,以下整理了半导体检测中用到的主要科学仪器及其在半导体领域的应用。 表 半导体检测仪器和用途 半导体检测仪器与技术(点击下方仪器进入专场) 在半导体领域的应用 光学测量仪器 外延层厚度测量、测定元素含量、用于高纯气体分析等 电学测量仪器(四探针、三探针、扩展电阻、C-V法、霍尔测量) 测量电阻率、载流子浓度、导电类型、迁移率、寿命及载流子浓度分布等 X射线衍射仪 缺陷及形貌观察(无损检测),检测二次缺陷的形成和消除等 金相显微镜 观察晶体缺陷等 俄歇电子能谱 表面层原子成分、含量、化学键合状态分析等 二次离子质谱 杂质检测等 扫描电镜 微区形貌观察,成分、结构分析,失效分析,缺陷检测等 透射电镜 半导体晶体缺陷分析等 原子吸收分光光度 痕量杂质检测等 气相色谱 气体分析 高频电感耦合等离子体发射光谱 微量成分分析等 离子束 用于分析离子注入层和外延层损伤、定位等 离子探针 用于薄层分析、微区分析、测量浓度分布,分析痕量杂质等 电子探针 成分分析等 以上列举了半导体行业用到的热门半导体材料和检测仪器

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