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Fresenius' Zeitschrift für analytische Chemie

, Volume 314, Issue 3, pp 274–284 | Cite as

Analytical assistance in semiconductor and electronic material technology

  • H. W. Werner
Original Papers and Abstracts of Lectures

Summary

From the viewpoint of the analyst, the semiconductor technologist can react in two ways, when malfunctioning of a semiconductor device occurs.
  1. (a)

    On the basis of long experience and a lot of intuition he can systematically change the different process parameters. In general this approach produces success quickly, but it is success that may, however, only last a short time because the basic cause of the malfunction has not been found.

     
  2. (b)

    The technologist may ask the analyst to provide him with a better understanding of the cause of the malfunction by carrying out an appropriate analysis. In general this method needs more time before success is achieved; in the long run, however, it is the method to be preferred because it raises hopes — by insight into the mechanism causing the malfunction — of a permanent elimination of the disturbing factors.

     

The interaction between semiconductor technologist and analyst on the basis of the latter approach will be discussed in detail. The basic philosophy here is that the main steps in a given technology should be supervised by a relevant analysis in order to achieve a high yield of the envisaged device. Both macrovolume and microvolume analysis, carried out with classical chemical methods, and structure analysis, carried out with the modern but expensive techniques of thin film analysis (Auger electron spectroscopy, electron spectroscopy for chemical analysis, secondary ion mass spectrometry, Rutherford backscattering spectroscopy, transmission electron microscopy, energy dispersive X-ray analysis and electron microprobe), are necessary.

This topic is discussed in detail by selected examples of analyses that have to be carried out at the different stages of a given technological process.

Keywords

Auger Electron Spectroscopy Electron Spectroscopy Analytical Assistance Thin Film Analysis Permanent Elimination 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Analytische Aufgaben in der Technologie von Halbleitern und elektronischen Materialien

Zusammenfassung

Aus der Sicht des Analytikers können Störungen in einem Halbleiterdevice im allgemeinen auf zwei Arten behoben werden:
  1. (a)

    auf Grund von langjähriger Erfahrung und mit Intuition kann der Halbleitertechnologe die verschiedenen Prozeßparameter variieren und wird damit relativ rasch zum Erfolg kommen. Dieser Erfolg wird jedoch nur von kurzer Dauer sein weil die grundlegenden Ursachen für das Auftreten der Fehler aus Zeitmangel im allgemeinen nicht gefunden wurden.

     
  2. (b)

    Der Halbleiterfachmann kann aber auch den Analytiker bitten, ihm durch eine geeignete Analyse das nötige Verständnis für das Auftreten dieser Fehler zu liefern. Diese zweite Methode braucht im allgemeinen mehr Zeit; auf lange Sicht jedoch sollte man dieser Methode den Vorzug geben, da sie — durch Kenntnis der störenden Faktoren — eine dauernde Abhilfe zu schaffen verspricht.

     

Das Zusammenspiel zwischen Halbleitertechnologe und Analytiker, auf der Basis der letztgenannten Methode wird besprochen. Der Grundgedanke dieses Zusammenspiels ist, daß die wichtigsten Schritte in einem bestimmten Technologieprozeß durch eine geeignete Analyse begleitet werden sollten; nur auf diese Weise läßt sich schließlich eine hohe Ausbeute des Endproduktes erzielen. Zu diesem Zweck sind sowohl Makro- und Mikroanalysen erforderlich — auszuführen mit klassischen chemischen Methoden — als auch Strukturanalysen — auszuführen mit den entsprechend teueren modernen Methoden der Dünnfilmanalyse (Auger-Elektronenspektroskopie, Elektronenspektroskopie zur Chemischen Analyse, Sekundärionenmassenspektrometrie, Rutherford-Rückstreuung, Transmissionselektronenmikroskopie, Energiedispersive Röntgenanalyse und Elektronmikrosonde).

Dieses Thema wird an Hand einiger ausgewählter Beispiele näher diskutiert.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1983

Authors and Affiliations

  • H. W. Werner
    • 1
  1. 1.Philips Research LaboratoriesEindhovenThe Netherlands

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