服务范围
半导体材料、有机小分子材料、高分子材料、有机/无机杂化材料、无机非金属材料。
检测项目
（1）半导体材料元素成分分析：EDS 元素分析，X 射线光电子能谱（XPS）元素分析；
（2）半导体材料分子结构分析：FT-IR 红外光谱分析，X 射线衍射（XRD）光谱分析，核磁共振波普分析（H1NMR、C13NMR）；
（3）半导体材料微观形貌分析：双束聚焦离子束（DB FIB）切片分析，场发射扫描电镜（FESEM）微观形貌量测与观察，原子力显微镜（AFM）表面形貌观察。
相关资质
实验室已获得中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可，具备按照国际标准开展材料微结构分析的能力。我们致力于为半导体及新材料领域提供精准、可靠的成分与结构分析数据，为工艺研发与质量控制提供坚实的技术支撑。
服务背景
随着大规模集成电路制程工艺的不断演进，芯片特征尺寸已进入纳米尺度，材料微结构与成分的微小异常都可能导致器件性能的严重偏离甚至失效。无论是新材料的导入评估、工艺步骤的优化验证，还是产线良率的异常波动排查，都需要深入到微米乃至纳米级的微观世界去寻找答案。如何精准表征材料的元素分布、分子结构、界面状态及三维形貌，已成为半导体工艺开发与良率提升面临的重大技术挑战。
我们的优势
（1）芯片晶圆级剖面制备及电子学分析，基于聚焦离子束技术(DB-FIB)，对芯片局部区域进行精确切割，并实时进行电子学成像，可得到芯片剖面结构，成分等重要工艺信息；
（2）半导体制造相关材料理化特性全方位分析，包括有机高分子材料、小分子材料、无机非⾦属材料的成分分析、分子结构分析等；
（3）半导体物料污染物分析方案的制定与实施。可帮助客户全面了解污染物的理化特性，包括：化学成分组成分析、成分含量分析、分子结构分析等物理与化学特性分析。
案例分享
TEM在封装工艺失效分析中的应用
案例背景
已知Via和衬底界面的结构为衬底/Ti/Seed Cu/电镀Cu，且通过DB-FIB分析观察到该界面产生了裂纹。客户想要进一步分析该裂纹具体是在上述哪两种物质的界面萌生的，进而分析其失效机理并回溯改进相关工艺。
失效分析方案
在Via的直径处提取截面TEM样品，样品深度约为30 μm。减薄后的TEM样品全貌如图2所示。这种远大于常规TEM样品深度（一般为~5-10 μm）的尺寸表明汇策海沣检测具备大尺寸TEM样品的制备和分析能力。两个红色框处是后续TEM拍照分析区域。
图2 利用DB-FIB制备的透射切片样品的全貌图，样品深度~30 μm
用TEM的明场模式观察图2中左边的红色框区域，低倍和高倍图像如图3所示。从高倍TEM图片（图3c）可以看出，裂纹两侧的缺口形貌吻合，拼接后可以还原出界面的原始形貌。再利用EDX进行元素分析，结果如图4。由图4可知，裂纹两侧均为Cu元素，而EDX无法区分Seed Cu和电镀铜，因此需要借助衍射分析来确定裂纹两侧区域Cu的晶体结构和相应的晶格参数，从而判断两侧的铜是同种类型还是不同类型。
图3 裂纹区域的TEM明场像：a) 低倍；b) 和 c) 高倍细节图
图4 裂纹两侧区域EDX元素分析结果
a) HAADF图像；b) Ti元素分布；c) Cu元素分布
裂纹附近区域的衍射分析结果如图5。由此可知，三个不同区域采集的衍射斑点，标定结果均为Cu的fcc结构（从不同的晶带轴入射）。但是经过计算和对比，这三个区域对应的衍射斑点，其晶面间距有所不同；也就是说虽然都是fcc结构，但是其晶格参数（fcc晶胞的a值）不同，表明其是不同的工艺所得。尤其是区域2（绿色框）和区域3（黄色框）的晶格参数差异，表明该裂纹是在不同工艺的Cu的界面产生。
图5 a)裂纹区域高倍TEM图像和衍射斑点采集位置示意图
b) 衬底区域的Cu衍射斑点
结论
衍射结果证明裂纹两侧为不同类型的 Cu，也就是说裂纹是从seed Cu与电镀Cu的界面产生并沿着此界面扩散。基于此可以作为改进相关工艺的依据。
