{"id":1962,"date":"2024-12-16T09:00:05","date_gmt":"2024-12-16T15:00:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermofisher.com\/blog\/cienciaacelerada\/?p=1962"},"modified":"2024-11-26T14:46:00","modified_gmt":"2024-11-26T20:46:00","slug":"ftir-medicion-capas-epitaxiales-semiconductores","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermofisher.com\/blog\/cienciaacelerada\/materiales\/ftir-medicion-capas-epitaxiales-semiconductores\/","title":{"rendered":"\u00bfPor qu\u00e9 utilizar FTIR para medir las capas epitaxiales en semiconductores?"},"content":{"rendered":"

Por <\/span>Suja Sukumaran<\/span><\/a><\/p>\n

En la industria de los semiconductores, la medici\u00f3n precisa y eficaz del grosor de las capas epitaxiales (Epi) es primordial. La t\u00e9cnica de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR) se utiliza a menudo para medir el grosor de esas capas y ayudar a garantizar la calidad.<\/span><\/p>\n

La importancia del espesor de las capas epitaxiales<\/span><\/h2>\n
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  1. Department of Labor<\/span><\/a>, Occupational Safety and Health Administration define la epitaxia como “el proceso de crecimiento de pel\u00edculas finas de cristales, en el que el sustrato determina la cristalinidad y la orientaci\u00f3n de la capa crecida”. Se utilizan diversas t\u00e9cnicas de crecimiento epitaxial en la producci\u00f3n de pantallas y dispositivos III-IV”, a menudo para la fabricaci\u00f3n de circuitos integrados (CI).<\/span><\/li>\n<\/ol>\n

    El grosor de estas capas es un factor cr\u00edtico en el proceso de fabricaci\u00f3n, ya que afecta al aislamiento de pozos altamente conductores y a los tiempos de grabado. Las capas epi sirven para aislar los elementos conductores de corriente, lo que reduce el ruido del sustrato, la diafon\u00eda y el latch-up. Esto es especialmente importante a medida que se reduce el tama\u00f1o de las caracter\u00edsticas.\u00a0 Por lo tanto, la determinaci\u00f3n r\u00e1pida y precisa del grosor de la capa epitaxial es vital en la producci\u00f3n de obleas.<\/span><\/p>\n

    Las capas epitaxiales suelen ser capas de alta resistividad, transparentes a la radiaci\u00f3n infrarroja. Esto las hace ideales para la observaci\u00f3n por infrarrojos.<\/span><\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    \u00bfQu\u00e9 es FTIR?<\/span><\/h2>\n

    El infrarrojo transformado de Fourier (FTIR) es un m\u00e9todo preferido de espectroscopia infrarroja. Cuando la radiaci\u00f3n IR pasa a trav\u00e9s de una muestra, parte de la radiaci\u00f3n es absorbida por la muestra y otra parte la atraviesa (se transmite). La se\u00f1al resultante en el detector es un espectro que representa una “huella dactilar” molecular de la muestra. La utilidad de la espectroscopia infrarroja se debe a que diferentes estructuras qu\u00edmicas (mol\u00e9culas) producen diferentes huellas espectrales.<\/span><\/p>\n

    La espectroscopia FTIR ofrece una amplia gama de oportunidades anal\u00edticas en laboratorios acad\u00e9micos, anal\u00edticos, de control de calidad y forenses. Profundamente arraigada en todo tipo de aplicaciones, desde la simple identificaci\u00f3n de compuestos hasta la supervisi\u00f3n de procesos y normativas, FTIR cubre una amplia gama de aplicaciones qu\u00edmicas, especialmente para pol\u00edmeros y compuestos org\u00e1nicos. Puede obtener m\u00e1s informaci\u00f3n sobre FTIR en nuestras p\u00e1ginas de la <\/span>Academia FTIR<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

    Las funciones de los espectr\u00f3metros FTIR en el control de calidad<\/span><\/h2>\n

    Los espectr\u00f3metros FTIR<\/span><\/a> se utilizan para determinar el grosor de la capa de epi de una forma eficaz y no destructiva, ofreciendo m\u00faltiples ventajas. La t\u00e9cnica FTIR mide la reflectancia de un haz de luz incidente despu\u00e9s de que incida en la superficie de la oblea, proporcionando una medici\u00f3n precisa del espesor. La t\u00e9cnica FTIR es r\u00e1pida, reproducible, se presta a la automatizaci\u00f3n y es independiente del operador.<\/span><\/p>\n

    FTIR es especialmente adecuado para el an\u00e1lisis de silicio y otros componentes electr\u00f3nicos. Las <\/span>herramientas de espectroscopia de semiconductores<\/span><\/a> que utilizan FTIR pueden analizar obleas para determinar el contenido de carbono u ox\u00edgeno, el grosor del revestimiento epitaxial (como se ha mencionado) y mucho m\u00e1s. Los dise\u00f1os especiales permiten manipular obleas de producci\u00f3n o discos m\u00e1s peque\u00f1os con varios patrones de recogida de datos habilitados. Algunas herramientas para la investigaci\u00f3n de semiconductores incluyen la capacidad de analizar obleas de hasta 300 mm de di\u00e1metro; varios patrones de an\u00e1lisis; m\u00e9todos de an\u00e1lisis de C, O y EPI (herramientas cuantitativas).<\/span><\/p>\n

    Tres m\u00e9todos para medir el espesor de la capa de epi mediante FTIR<\/span><\/h2>\n

    Existen tres m\u00e9todos para medir el grosor de la capa Epi utilizando FTIR:<\/span><\/p>\n

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    1. Sustracci\u00f3n de interferograma<\/span><\/li>\n
    2. Espectroscopia de interferencia de reflexi\u00f3n de \u00e1ngulo constante (CARIS)<\/span><\/li>\n
    3. Cepstrum<\/span><\/li>\n<\/ol>\n

      La sustracci\u00f3n de interferogramas es el m\u00e9todo m\u00e1s sencillo, en el que se observa la distancia entre los interferogramas primario y secundario. Ofrece la medici\u00f3n m\u00e1s r\u00e1pida debido a los m\u00ednimos c\u00e1lculos realizados sobre la se\u00f1al. Sin embargo, tiene limitaciones cuando la capa de Epi se vuelve fina, y no corrige el error de fase.<\/span><\/p>\n

      CARIS, por su parte, observa los m\u00e1ximos y m\u00ednimos de interferencia en el dominio espectral. Se ha utilizado ampliamente para medir el espesor de fotorresistencias y diel\u00e9ctricos aplicados a obleas. El m\u00e9todo permite generar curvas te\u00f3ricas y compararlas con los datos reales observados, aunque con algunas limitaciones, como mayores magnitudes de error al disminuir el espesor y dificultades para determinar los extremos en espectros de m\u00faltiples capas.<\/span><\/p>\n

      El tercer m\u00e9todo, Cepstrum, emplea una segunda transformada de Fourier para obtener datos que se muestran como intensidad frente a espesor. Ofrece varias ventajas, como la correcci\u00f3n de fase tras la recogida de datos, el uso de todo el dominio de datos espectrales, la compensaci\u00f3n de la referencia y una mayor sensibilidad para capas enterradas de \u00e1rea fraccional. Es el m\u00e9todo recomendado debido a su precisi\u00f3n y exactitud.<\/span><\/p>\n

      Con cualquiera de estos m\u00e9todos, el \u00e9xito de estas mediciones FTIR depende en gran medida de la elecci\u00f3n de una referencia adecuada. Un FTIR estable en un entorno bien controlado contribuye a la exactitud y la precisi\u00f3n.<\/span><\/p>\n

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      Resumen<\/span><\/h2>\n

      FTIR es un m\u00e9todo r\u00e1pido y preciso para medir el grosor de la capa de epi en muchas de las estructuras de CI actuales. A medida que la industria avanza hacia estructuras de capa de Epi m\u00e1s finas para los nuevos dise\u00f1os de CI, diferentes m\u00e9todos infrarrojos como los c\u00e1lculos Cepstrum demuestran ser herramientas inestimables.<\/span><\/p>\n

      Para m\u00e1s detalles sobre los tres m\u00e9todos de interpretaci\u00f3n, la relaci\u00f3n entre ellos y las ventajas de cada enfoque, incluyendo esquemas \u00f3pticos y observaciones, lea la nota de aplicaci\u00f3n <\/span>Medici\u00f3n FTIR de aplicaciones de espesor de pel\u00edcula epitaxial<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

      Recursos adicionales<\/span><\/h2>\n