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正文:

干涉式光学显微镜对半导体晶片表面缺陷的分析

一、实验之目的

本实验旨在使学员了解，如何使用化学浸蚀方式显现半导体晶片表面材料缺陷和利
用光学干涉显微镜观察晶片表面之浸蚀孔，进而评估晶片缺陷之密度。

二、实验设备和材料

实验设备主要为诺玛斯基干涉式光学显微镜(Nomarski interference contrast optical
microscope)，用来观察经化学浸蚀后之砷化镓(GaAs)晶片表面状态。

三、实验原理

(一)半导体材料缺陷孔蚀之分析
晶格缺陷一般均会存在于材料内部，它们的存在通常都会影响材料的特性。由于
半导体材料大都应用在微电子元件及光电元件中，材料内部的缺陷往往会导致元件功
能之不良或寿命之衰减，对于缺陷的容忍度很低。因此探讨半导体晶片表面的缺陷例
如差排等，乃评估晶片品质好坏的指标。在所有缺陷分析方法中，藉由湿式化学浸蚀
(wet chemical etching)来显现半导体材料内之差排孔蚀(etching pit)密度，是最常被用
来鑑定半导体晶片品质的方法之一。
在湿式化学浸蚀中，浸蚀液对缺陷区附近材料之浸蚀速率高于非缺陷区，因此常
会发生选择性孔蚀(selective etch)，因此在干涉式光学显微镜下即可清楚的观察到缺
陷，并得以计算其密度。表一所列为部份半导体晶片缺陷孔蚀所使用之浸蚀液组成
图。图一为干涉式光学显微组织照片，显示砷化镓晶片上之差排孔蚀。