Lógica y memoria de semiconductores

Desarrollo de dispositivos semiconductores y análisis de fallos

Mejor productividad para una compleja caracterización estructural y eléctrica

Los productos semiconductores sirven para el transporte, el trabajo, la comunicación social y la infraestructura industrial. Hay una demanda constante de un mayor rendimiento de computación con factores de forma cada vez más pequeños. El análisis de la estructura del semiconductor de lógica y memoria se ve desafiada por materiales nóveles y geometrías cada vez más complejas. La reducción de los tamaños de transistor en los nodos de tecnología más nuevos exige el máximo rendimiento para aplicaciones de nanosondeo y microscopía electrónica.

Caracterización avanzada sin afectar al rendimiento

Las técnicas de microscopía deben proporcionar un elevado rendimiento y tasas de éxito para el desarrollo y el análisis de fallos de dispositivos semiconductores. Los métodos de caracterización avanzada a menudo requieren la captura de imágenes con la máxima resolución SEM posible, a la vez que se usa la mínima energía de haz y corriente de haz posible para evitar que se produzcan daños durante el análisis. La gran distancia de trabajo, la captura de imágenes sin campo magnético y la estabilidad de la corriente del haz son esenciales para satisfacer la demanda creciente de caracterización in situ, como el nanosondeo para las técnicas de caracterización de dispositivos y de localización de fallos.

Las soluciones de microscopía de ZEISS incluyen:

FE-SEM, FIB-SEM, microscopios ópticos y microscopios de rayos X en 3D líderes en la industria para la caracterización física y eléctrica de dispositivos, estructuras y materiales semiconductores
Herramientas conectadas para flujos de trabajo centrados en la muestra para correlacionar diferentes fuentes de datos analíticos para nuevas perspectivas con las máximas tasas de éxito y un elevado rendimiento
Microscopios diseñados para ofrecer fiabilidad y longevidad, que permiten soluciones de microscopía automatizada que ofrecen resultados reproducibles y eficiencia en una cadena de suministro global

Aplicaciones de lógica y memoria de semiconductores

Los dispositivos de lógica y memoria están adoptando materiales novedosos y geometrías cada vez más complejas. Nuestras soluciones de captura de imágenes y aislamiento de fallos proporcionan un rendimiento líder en la industria y una elevada productividad para materiales sensibles al haz y dispositivos en 3D, que hacen posible la identificación rápida de las causas fundamentales de los fallos y una caracterización de alto rendimiento.

Tomografía FIB-SEM de NAND en 3D

Tomografía FIB-SEM de una muestra de NAND en 3D, captada usando ZEISS Crossbeam 550 y Atlas-3D. La muestra se desembaló y se pulió mecánicamente hasta la línea de la palabra superior. Muestra un subvolumen virtual de un tamaño de 2 x 1,5 x 0,7 µm³ , extraído del conjunto de datos en la región de transición desde la plataforma superior a la inferior. Tamaño de vóxeles reconstruido 4 x 4 x 4 nm³.

La reconstrucción resultante permite buscar múltiples planos de sección en todo el dispositivo desde cualquier sección virtual.

Tomografía FIB-SEM en 3D de SRAM de 7 nm

Conjunto de datos de tomografía FIB-SEM en 3D de SRAM de 7 nm, captado en un FIB-SEM ZEISS Crossbeam.
Tamaño de volumen 2,34 x 1,18 x 2,35 µm³, tamaño de vóxel (1,5 nm)³.

La reconstrucción resultante permite buscar múltiples planos de sección para encontrar defectos o evaluar la uniformidad del proceso.

Sección transversal de FIB-SEM de SRAM de 7 nm

Imagen de SEM de un FIB de esquina cortado en un SRAM de 7 nm. El fresado de FIB y la captura de imágenes SEM se realizaron en un FIB-SEM ZEISS Crossbeam.

El seccionamiento transversal rápido con precisión nanométrica y la máxima calidad, combinado con la captura de imágenes de alta resolución, hacen de Crossbeam una herramienta versátil para la inspección de secciones transversales de las estructuras de nodos tecnológicos más recientes.

Preparación de lámina de FIB-SEM en SRAM de 7 nm

Preparación de TEM - SRAM de 7 nm

Una imagen general de campo claro STEM a 30 kV de una laminilla de vista de plano de un procesador de nodo tecnológico de 7 nm a nivel de contacto. La preparación de la laminilla y la captura de imágenes STEM se realizaron en un FIB-SEM ZEISS Crossbeam.

Recuadro: Una imagen en campo claro de STEM con gran aumento muestra los FinFET en detalle y permite evaluar las variaciones del proceso.

Captura de imágenes de pila de película con baja k con detector SE2

Control de tensión pasiva de pila de película con baja k con detector InLens

Captura de imágenes de pila de película con k ultrabaja

Sección mecánicamente pulida del mismo campo de visión en un dispositivo de 14 nm captado con un SEM de emisión de campo GeminiSEM.

Izquierda:
La imagen SE2 resalta características topológicas, mostrando las vías expuestas.

Derecha:
La imagen InLens demuestra el contraste de tensión pasiva de áreas que están conectadas a diferentes profundidades de circuito o conectadas a estructuras de diferente polaridad de implante.

Control de tensión pasiva de SRAM de 7 nm con detector InLens

Contraste de topografía SRAM de 7 nm con detector SenseBSD

Captura de imágenes SRAM de 7 nm con SenseBSD

Mismo campo de visión de un SRAM de 7 nm pulido mecánicamente, captado a 1 kV en un SEM de emisión de campo GeminiSEM.

Izquierda:
La imagen Inlens proporciona detalles de la superficie y resalta el contraste de tensión pasiva entre contactos de diferentes tipos en la estructura SRAM.

Derecha:
La imagen de SenseBSD proporciona una mezcla de contraste Z y contraste de topografía.

Nanosondeo de 80 eV de SRAM de 7 nm — SRAM de 22 nm

Captura de imágenes a muy bajo kV de SRAM de 7 nm

Dispositivo SRAM de 7 nm captado con un SEM de emisión de campo GeminiSEM a 80 eV. La resolución superior y la captura de imágenes sin distorsión magnética proporcionadas por la columna Gemini son fundamentales para la navegación y la colocación de la sonda en el nanosondeo.

Dispositivo lógico de 14 nm de Nanosondeo EBAC a 2 kV

Dispositivo lógico de 14 nm de Nanosondeo EBAC a 8 kV

Rastreo lógico con EBAC

Rastreo reticular en un SRAM de 14 nm captado en un SEM de emisión de campo GeminiSEM con el método de corriente absorbida del haz de electrones (EBAC). Las imágenes son una superposición de datos EBAC (rojo) encima de la imagen InLens para el mismo campo de visión, a 2 kV (izquierda) y 8 kV (derecha). Los diferentes potenciales de aceleración permiten la exploración a diferentes profundidades en la muestra, rastreando así todo el recorrido conectivo.

Izquierda: 2 kV
Derecha: 8 kV

Detector InLens de imágenes de nanosondeo SRAM de 7 nm

Análisis de EBIC de SRAM de 7 nm

SRAM de 7 nm pulido mecánicamente hasta nivel de contacto. Las imágenes de InLens (izquierda) y la corriente inducida por haz de electrones (EBIC) (derecha) se comparan para el mismo campo de visión, captado a 150 eV en un SEM de emisión de campo GeminiSEM. El uso de EBIC puede monitorizar la salud de la unión p/n y localizar áreas con defectos eléctricamente activos.

Localización de EBIRCH en SRAM de 22 nm

SRAM de 22 nm mecánicamente pulido hasta nivel de contacto. En la muestra se creó un cortocircuito a propósito. Mediante el haz de electrones estable del SEM de emisión de campo GeminiSEM, se captaron imágenes de la muestra con el cambio de resistencia inducido por haz de electrones (EBIRCH) con solo 12 nA fluyendo por el dispositivo durante el análisis. Se captan ambos alerones en un dispositivo abatible de dos alerones.

Descargas

ZEISS GeminiSEM FE-SEM Family

Perform versatile, high-resolution semiconductor imaging and characterization.

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ZEISS Crossbeam Family

Your FIB-SEM for High Throughput 3D Analysis and Sample Preparation

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