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纳秒级测温、原子级操控:11位专家透视芯片可靠性底层“密码”
仪器信息网· 2026-03-30 17:03
行业研讨会概况 - 2026年中国半导体检测与失效分析研讨会于3月28日举行,专题报告环节聚焦半导体可靠性技术 [2] - 11位来自高校、科研院所及产业一线的专家分享了前沿技术,呈现了“微观机理与宏观集成并重、物理表征与工程验证协同”的发展态势 [2] 微观机理与基础物理研究 - 研究揭示了半导体器件表界面质量对性能的决定性作用,表面状态通过氢的远程扩散行为影响界面稳定性与器件可靠性 [5] - 利用氢作为探针结合离子束分析的研究表明,氮化膜表面经不同工艺处理可形成“开关”效应,调控氢渗透行为,进而影响NBTI寿命及Flash存储器可靠性 [5] - 针对集成电路“热瓶颈”,研究团队基于扫描探针显微镜,实现了纳米级空间分辨率的热电子成像,直接观测到器件沟道中电子温度分布与理论预测的显著差异 [9] - 通过双模原子力显微技术,分离出与热电子相关的短程力信号,并建立了力信号与电子温度的定量关联,该技术已获台积电等龙头企业关注 [9] 先进封装失效分析技术 - 针对先进封装高密度堆叠中叠层芯片的失效分析挑战,开发了基于微波源的真空等离子体技术 [7] - 该技术以纯氧为刻蚀气体,可沿芯片缝隙选择性刻蚀掉环氧胶层,实现上层芯片完整分离而不损伤硅材料及金属互连,解决了高翘曲、超薄芯片堆叠的分析难题 [7] - 针对AI芯片与先进封装的大尺寸、复杂结构,赛默飞开发了覆盖定位、制样到分析的全流程双束电镜解决方案 [21] - 解决方案包括兼容8-12寸晶圆的等离子双束电镜、将非晶层损伤控制在0.4 nm以下的超薄透射样品制备(厚度可小于10 nm,成功率超95%),以及支持数百微米级截面切割与三维重构的高束流等离子FIB技术 [21] 高精度检测与表征技术 - HORIBA展示了光谱技术在半导体全流程中的应用,包括椭圆偏振光谱仪测量几埃到数十微米的膜厚、拉曼光谱分析微区应力、光致发光检测痕量杂质,以及辉光放电光谱获取元素深度分布 [11] - 针对OLED制程,开发了多通道并行白光光谱干涉系统,对折射率差异低至0.001的极薄膜层实现优于0.5%的测量精度 [13] - 在线扫白光干涉与线共焦技术支持下,实现了纳米级三维轮廓测量用于边缘形貌检测 [13] - 采用对抗式生成网络扩充缺陷样本集,结合深度学习算法,使膜层外观缺陷识别准确率达97.54% [13] - 采用高光谱成像技术对Micro LED晶圆进行快速扫描,主波长精度优于±0.5 nm [13] 热管理与可靠性寿命提升 - 针对芯片热管理瓶颈,搭建了具备亚纳秒时间分辨率与亚微米空间分辨率的电-热协同测试系统 [15] - 该系统可在芯片真实工作状态下捕捉纳秒级瞬态温度场演化,并支持对多层堆叠结构进行短波红外穿透式测温 [15] - 利用该系统揭示了功率器件在不同PWM模式下的发热机理差异,并通过动态波形优化方案,将某款电网芯片寿命提升50% [15] - 开发了应用于半导体芯片原位检测的微纳光纤探针技术,实现了表面形貌与温度场的同步、原位、高分辨成像,温度分辨率达0.01℃,时间分辨率达纳秒级 [23] - 通过构建光纤化热反射成像系统,将测量时间从小时级压缩至秒级,并建立了微区热导率的无损测量方法 [23] 系统级可靠性分析与环境控制 - 针对光模块在高可靠应用场景的需求,建立了包含热-电-力多物理场耦合的仿真模型,并通过恒定应力加速试验获取关键退化数据,构建了多维测试评价体系 [17] - 提出了针对封装界面、芯片互连及光纤耦合等典型失效部位的电路防护、光路优化、结构封装与热管理等多维度加固策略 [17] - 针对半导体设备对振动环境敏感的问题,开发了标准VC等级振动环境控制技术,在6自由度平台上实现了优于VC-h等级的主动隔振效果 [19] - 同一系统可精准复现微振动级定频、随机及标准VC曲线,复现误差控制在5%以内,为设备性能评估提供了可控测试平台 [19] 电磁兼容设计与测试 - 系统阐述了芯片级电磁兼容问题的成因,并从内核设计、封装选型、去耦布局及软件容错等方面提出了系统性优化策略 [25] - 介绍了适用于芯片级的小型化测试装置,如TEM小室、带状线等,测试频率最高可达6 GHz以上,覆盖发射与抗扰度两类指标 [25] - 自主研发了最高30 kV的静电放电发生器,以满足车规芯片对高等级静电防护的严苛要求 [25] 行业技术发展趋势 - 当前半导体检测与失效分析领域呈现共同趋势:可靠性问题的根源被推向更基础的物理层面,表征手段向更高时空分辨率、更真实工况模拟方向演进 [26] - 解决方案呈现出从单一工艺优化到全流程协同设计的系统性特征,需深入理解材料、工艺、物理与系统之间的复杂耦合以破解可靠性核心难题 [26]
粒度仪中标盘点:国产设备接连中标,制药能源需求释放
仪器信息网· 2025-09-18 11:58
市场总体采购动态 - 2025年第37周共发布7项粒度仪相关中标信息,中标总金额为175.93万元[3] - 采购需求覆盖高校、科研院所、企业研发中心等多个领域[3] 采购单位与行业应用 - 高校仍是粒度仪采购的主力军[3] - 制药和能源类企业的应用需求正在稳步增加[3] - 采购单位包括深圳市格必加分子药物创新中心(制药)和浙江浙能绍兴滨海热电(能源)等企业[4] 主要中标品牌与设备 - 济南微纳共中标2套设备,型号分别为Winner2006B和Winner319C[3] - 丹东百特中标1套BT-9300S微米粒度仪,金额为6.35万元[3][4] - 德国新帕泰克中标1套HELOS/BR激光粒度仪,金额为139.58万元[3][4] - 马尔文帕纳科和日本理音各中标1套激光粒度仪和2套液体光学粒度仪[3] 国产仪器品牌表现 - 中高端国产仪器品牌表现活跃,在多类应用场景中成为高校及生产单位的重要选择[3] - 国产品牌济南微纳、丹东百特和北京时代新维测控设备有限公司均有中标记录[3][4]
BCEIA 2025半导体检测论坛直击:九位专家共议破解产业瓶颈新方案
仪器信息网· 2025-09-14 11:58
论坛概况 - BCEIA2025同期半导体材料检测技术论坛于9月10日召开 吸引线上线下超300位业界人士参与 [2][5] - 论坛邀请九位资深专家 从材料表征新机理、工程应用实践、国产仪器突围到人才培养等多元视角进行探讨 [2][5] 材料表征技术进展 - 中国科学院半导体研究所开发专利保护的测试配置 通过旋转半波片精确测量微米级样品的角分辨光谱 [7][8] - 建立考虑深度积分的本征拉曼张量模型和有效拉曼张量模型 成功实现对不同厚度黑磷样品角分辨拉曼光谱的定量预测 [8] - HORIBA公司的拉曼光谱技术可鉴定物相、评估材料质量、分析掺杂浓度、测量应力 并进行光致发光成像检测缺陷 [13][14] - HORIBA的原子力显微镜-拉曼联用系统和针尖增强拉曼技术可将空间分辨率提升至纳米级 [14] - 透射电子显微镜提供原子分辨率的成像、晶体结构信息和化学成分/价态分析 聚焦离子束可用于精确截面制备、微纳结构加工、电路修改和修复 [31][32] 工程应用与失效分析 - 国家半导体器件质量检验检测中心系统介绍半导体器件的检测与失效分析技术 包括参数测试、环境试验、寿命试验、物理试验等主要检测项目 [10][11] - 物理实验技术包括非破坏性的外部目检、X射线检查、密封性检测、超声波扫描 以及破坏性的内部目检、键合强度测试、扫描电镜成分分析 [11] - 胜科纳米提出OSAT联合分析流程作为晶圆出厂前的质量评估标准 O-光学显微镜、S-扫描电子显微镜、A-俄歇电子能谱和T-透射电子显微镜 [22][23] - 北京软件产品质量检测检验中心常用失效分析设备包括光学显微镜、探针台+参数分析仪、X射线、超声波扫描、微光显微镜、红外显微镜、双束电镜等 [28][29] - 中国科学技术大学微纳研究与制造中心研制出用于扫描电镜的原位氮化硅热电芯片 实现真空环境下高达1200°C的稳定加热和温度控制 [19][20] 国产仪器与能力建设 - 苏州实验室电子化学品行业中心利用飞行时间二次离子质谱研究光刻胶中的酸扩散行为 利用石英晶体微天平研究树脂溶解动力学 [16][17] - 中心牵头制定多项国家标准 如光刻胶曝光产气、浸没式成分溶出分析等 [17] - 中心积极与国内厂商合作 通过应用示范、对比验证、反馈改进 推动国产科学仪器在半导体领域的应用与发展 [17] - 北京信立方科技发展股份有限公司通过国产仪器评选与推广项目 如国产好仪器、国仪高品 推动行业技术交流和国产化进程 [25][26] 行业趋势与平台服务 - 半导体材料产业具有复杂、专、小市场的特点 但近年来关注度和需求增长迅速 [25][26] - 第三方检测市场中 半导体等新兴领域检测机构数量增长强劲 [26] - 产业互联网平台通过B2B仪器采购、检测交易平台、行业媒体、专业社区、人才招聘等服务科学仪器厂商和检测机构 助力其数字化营销 [25][26]
粒度仪中标周盘点,丹东东方测控中标金额超百万
仪器信息网· 2025-07-15 13:51
粒度仪采购中标信息 - 上周(7月7日至7月13日)共收录两条粒度仪设备采购中标信息,涉及矿业材料分析和核电用材检测等专业应用场景 [2][3] - 丹东东方测控技术股份有限公司以129万元中标肃北县博伦矿业开发有限责任公司智慧选厂建设项目(粒度仪及自动取样器采购) [1][3][4] - 山东泓盛机电有限公司以14.37万元中标华能山东石岛湾核电有限公司运行部化学科仪器(颗粒度仪等)采购项目 [3] 中标公司及项目详情 - 丹东东方测控技术股份有限公司中标项目采购单位为青海西矿信息技术有限公司 [3][4] - 青海西矿信息技术有限公司成立于2016年10月,是西部矿业集团有限公司全资子公司 [4] - 青海西矿信息技术有限公司通过多项认证,包括IS09001认证、青海省高新技术企业、科技型企业及创新型中小企业认证等 [4] - 青海西矿信息技术有限公司具备为有色矿山、冶炼、盐湖化工等行业提供全面管理咨询和智能化系统解决方案的能力 [4]