Équipement semi-conducteur

Les semi-conducteurs sont des matériaux dont la conductivité électrique se situe entre celle des matériaux conducteurs (qui permettent facilement le passage électrique) et celle des matériaux isolants (qui résistent au flux électrique). Les circuits intégrés composés de nombreux transistors et diodes, fabriqués à partir de matériaux semi-conducteurs, sont communément appelés semi-conducteurs ou puces semi-conductrices. Les semi-conducteurs sont largement utilisés dans un large éventail d’applications, allant des appareils électroménagers et automobiles aux infrastructures critiques essentielles.
Dans le domaine des semi-conducteurs, les nouveaux matériaux tels que :
le SiC et le GaN, les transistors de dernières générations et les technologies de packaging 3D de pointe concentrent les efforts d’amélioration des performances et de réduction de la consommation d’énergie.

Pour garantir un rendement de fabrication et une fiabilité élevés des dispositifs, des techniques de caractérisation précises et la sélection appropriée des instruments de prétraitement et d’analyse sont essentielles. Cette page présente les instruments analytiques JEOL et des exemples d’applications, mettant en avant leur utilisation dans la fabrication et la recherche sur les semi-conducteurs.

Nouvel arrivant de la gamme JEOL, le FIB JIB-PS500i est un instrument entièrement repensé pour permettre aux utilisateurs de réaliser toutes leurs préparations et acquisitions avec un seul instrument : colonne FEG et chambre de grande capacité permettant d’obtenir des images MEB in lens et des images STEM, de réaliser des analyses EDS et EBSD en 2D et 3D, de préparer des lames FIB, MEMS, piliers, etc.

Le MEB-FEG est un instrument très haute résolution qui scanne la surface de l’échantillon avec un faisceau d’électrons fin pour l’observer.
Grâce aux systèmes d’imagerie et d’analyse associés au MEB (EDS, CL, EBSD, Raman, SXES…), on peut obtenir de nombreuses informations complémentaires de zones ciblées telles que l’analyse élémentaire, l’observation de l’orientation ou des défauts cristallins, les mesures de contraintes, métrologie et l’inspection via les suite ProSEM et InSPEC de GenISys, etc.

Notre dernière génération de MEB-FEG pour le semi-conducteur, le JSM IT810 SIL, est équipé du système de contrôle de l’optique électronique le plus abouti jamais conçu (Neo Engine) pour vous permettre d’avoir toujours une image parfaite tout en minimisant les réglages utilisateurs. L’ergonomie de notre nouveau logiciel intègre de nombreuses fonctionnalités conviviales comme le Zeromag (navigation intuitive via image photonique), l’EDS embarqué avec les fonctions LIVE (spectre et cartographie) et des fonctions d’automatisation d’acquisition comme Neo Action : pour vous soulager des taches répétitives d’observation, d’étalonnage, ou d’analyse et vous permettent de vous concentrer sur les taches nécessitant plus d’expertise, tout en contribuant à l’amélioration de la qualité du travail et de la productivité.
Grâce à son optique spécifique et à ses détecteurs in lens (UED, UID) et chambre (BED, SED, STEM), l’IT810SIL est le modèle le plus résolu de la gamme 810 de JEOL.

Les systèmes EBL (lithographie par faisceau d’e-) sont utilisés pour dessiner les données de circuits intégrés et de circuits conçues avec des outils EDA (Electronic Design Automation). Les motifs sont dessinés sur des substrats en verre ou en Si à l’aide d’un système de lithographie par faisceau d’e- (EB).
Les systèmes de lithographie EB de JEOL sont une technologie de pointe, atteignant une grande vitesse, une grande précision et une grande fiabilité. Ce système EB utilise un faisceau d’électrons de forme variable de 50 kV à 200 kV en fonction des besoins de l’utilisateur.

ACE eye™ est un microscope électronique en transmission (MET) entièrement automatisé conçu pour l’analyse avancée des semi-conducteurs. Il automatise l’ensemble du flux de travail, de l’imagerie TEM/STEM à l’analyse EDS, afin d’améliorer la productivité, la reproductibilité et la fiabilité des mesures.

L’analyse de cross section est souvent utilisée pour caractériser les défaillances des dispositifs. L’analyse de motifs de plus en plus miniaturisés et complexes nécessite une analyse à haute résolution spatiale. L’AES permet une analyse à haute résolution spatiale et en énergie des échantillons, facilitant par exemple la réalisation d’analyses de rupture plus détaillées.

LazEdge est un instrument qui associe un microscope électronique à balayage (MEB) de JEOL à une technologie laser exclusive permettant ainsi un traitement laser au sein même de la chambre à échantillon du microscope électronique.
Ce système permet de préparer des coupes transversales de haute qualité par un traitement rapide de grandes surfaces. Ensuite, l’échantillon est transféré directement vers des analyses complémentaires — telles que l’observation au MEB, l’analyse élémentaire ou l’analyse de l’orientation cristalline — sans aucune exposition au milieu extérieur. Il répond ainsi à un large éventail de besoins analytiques :

• analyse d’échantillons métalliques,
• étude de batteries nécessitant un isolement vis-à-vis de l’air,
• analyse de défaillances dans les semi-conducteurs qui requiert la réalisation rapide de coupes transversales,
• et bien d’autres.

HAXIS LIM-SEM est la solution de JEOL pour l’analyse de défaillance des semi-conducteurs qui réunit, dans un même microscope électronique à balayage, le polissage ionique à faible angle, l’imagerie MEB et l’observation par contraste de potentiel passif. Le système prépare une surface plane avec des faisceaux d’ions argon, limite les dommages et la contamination, puis localise les anomalies électriques avec des images PVC nettes et reproductibles. Cette approche intégrée accélère l’analyse couche par couche des dispositifs avancés, notamment les SRAM en technologies 3 nm et 7 nm ainsi que les mémoires 3D NAND.