栅氧缺陷导电原子力显微镜（CAFM）

信息概要

栅氧缺陷导电原子力显微镜（CAFM）是一种高分辨率的微观检测技术，主要用于分析半导体材料中栅氧层的缺陷和导电特性。该技术通过原子力显微镜（AFM）与导电探针的结合，能够精确测量纳米尺度的电学性能，为半导体器件的可靠性评估和失效分析提供关键数据。检测栅氧缺陷对于确保集成电路的性能、寿命及稳定性至关重要，尤其在先进制程技术中，栅氧缺陷可能导致器件漏电、阈值电压漂移等问题，因此CAFM检测成为第三方检测机构的核心服务之一。

检测项目

栅氧缺陷密度，漏电流分布，局部击穿电压，界面态密度，陷阱电荷密度，导电通道分布，表面形貌分析，介电常数测量，能带结构分析，载流子迁移率，缺陷激活能，时间依赖介电击穿（TDDB），应力诱导漏电流（SILC），栅氧厚度均匀性，界面粗糙度，缺陷尺寸分布，缺陷类型识别，电学性能映射，热稳定性评估，可靠性寿命预测

检测范围

MOSFET栅氧层，FinFET栅氧层，高k介质层，低k介质层，SOI衬底栅氧层，DRAM电容介质层，闪存隧道氧化层，功率器件栅氧层，射频器件介质层，MIM电容介质层，IGBT栅氧层，GaN器件栅氧层，SiC器件栅氧层，光电器件介质层，传感器介质层， MEMS器件介质层，3D NAND堆叠介质层，先进封装介质层，柔性电子介质层，生物芯片介质层

检测方法

导电原子力显微镜（CAFM）扫描：通过导电探针扫描样品表面，同时测量局部电流和形貌。

电流-电压（I-V）特性测试：分析栅氧层的导电行为和缺陷激活特性。

电容-电压（C-V）特性测试：评估界面态密度和介电性能。

时间依赖介电击穿（TDDB）测试：模拟长期工作条件下的栅氧可靠性。

应力诱导漏电流（SILC）测试：检测栅氧层在电应力下的缺陷生成。

扫描隧道显微镜（STM）联用：结合STM高分辨成像与CAFM电学测量。

热载流子注入（HCI）测试：分析热载流子对栅氧缺陷的影响。

电子顺磁共振（EPR）分析：识别栅氧缺陷中的未配对电子。

深能级瞬态谱（DLTS）：量化栅氧层中的陷阱能级和密度。

二次离子质谱（SIMS）：检测栅氧层中的杂质分布。

X射线光电子能谱（XPS）：分析栅氧层的化学组成和键合状态。

透射电子显微镜（TEM）观察：直接观测栅氧缺陷的微观结构。

原子层沉积（ALD）薄膜分析：评估ALD工艺对栅氧质量的影响。

纳米压痕测试：测量栅氧层的机械性能与缺陷关联性。

拉曼光谱分析：研究栅氧层的应力分布和晶格缺陷。

检测仪器

导电原子力显微镜（CAFM），扫描隧道显微镜（STM），半导体参数分析仪，深能级瞬态谱仪（DLTS），电子顺磁共振仪（EPR），二次离子质谱仪（SIMS），X射线光电子能谱仪（XPS），透射电子显微镜（TEM），原子层沉积系统（ALD），纳米压痕仪，拉曼光谱仪，电容-电压测试仪，时间依赖介电击穿测试系统，热载流子注入测试系统，应力诱导漏电流测试系统

北检院部分仪器展示