Hrg. Silvester Sadjina,
"Aufbau eines Ultraschall-Mikroskops zur Charakterisierung der Degradation von Halbleiterschichten"
, 2-2015
Original Titel:
Aufbau eines Ultraschall-Mikroskops zur Charakterisierung der Degradation von Halbleiterschichten
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung mittels Akustischer-Mikroskopie spielt in der Qualitätssicherung der Halbleiterindustrie eine wichtige Rolle. Durch zeitgemäße Prüfverfahren wird ein Halbleiterbauteil auf Materialfehler geprüft. In einigen Messverfahren wird ein Bauteil durch transiente, elektrische Pulse gestresst, um die Degradierung in dem Bauteil zu detektieren. In der Halbleiterindustrie findet diese Belastung aus Sicherheitsgründen häufig außerhalb des akustischen Mikroskops statt, wodurch Messverfahren aufwendiger werden oder nicht mehr durchführbar sind.
Es wird die Entwicklung eines akustischen Mikroskops beschrieben, bei dem Bauteile durch transiente, elektrische Pulse belastet und die Auswirkungen im Mikroskop beobachtet werden können. Der Messablauf, bestehend aus der Belastung des Bauteils und der Messdatenaufnahme, soll automatisch durchgeführt werden. Wichtig ist hierbei, dass für die Umsetzung Komponenten im Hinblick auf die für die Halbleiterindustrie üblichen räumlichen Auflösungen und Messgeschwindigkeiten gewählt werden.
Neben der Charakterisierung des Messsystems, werden zwei Messverfahren vorgestellt, die mit diesem Mikroskop durchgeführt werden können. Ein Messverfahren für die Detektion einer graduellen Degradation in Abhängigkeit eines transienten, elektrischen Pulses und ein weiteres Verfahren für die Detektion eines thermomechanischen Stress auf das Halbleiterbauteil werden vorgestellt. Dabei werden zu jedem Verfahren Messungen durchgeführt und die Ergebnisse präsentiert.Die Arbeit ist gesperrt ab dd.mm.2015 für die Dauer von 5 Jahren.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Titel:
Development of an Acoustic Microscope for the Characterization of the Degradation of Semiconductors
Englische Kurzfassung:
Nondestructive testing with acoustic microscopy plays a significant role in the quality control of the semiconductor industry. With modern test procedures semiconductors are tested for material defects. With measurement methods components are stressed by a transient, electrical pulse for the detection of degradations. In the semiconductor industry these stress tests are often performed outside the acoustic microscope for safety reasons, whereby measurement methods are getting more time-consuming or are even not practical anymore.
The development of an acoustic microscope for testing of semiconductors which are stressed while the microscope is operating is described. Measurements, including the ultrasound testing and the excitation of the semiconductor, are taken automated. The components of the system are chosen in a way that the lateral resolution and the overall time for a measurement meets the typical values of ultrasound tests in today's semiconductor industry.
A design of an acoustic microscope fulfilling these requirements is presented. Beside the characterization of the microscope this thesis presents two applications for the system: the detection of a gradual degradation of a semiconductor dependent on transient, electrical pulses and the detection of thermomechanical strain inside a semiconductor. These two applications are realized and the results are presented.The circulation of the project work is restricted from dd.mm.2015 for a period of 5 years.