The electronics market is under constant consumer pressure to develop smaller, faster, cheaper, and more energy-efficient devices. This requires semiconductor designs that have smaller and smaller structural dimensions, with shorter time-to-yield and time-to-market. Unfortunately, most common technologies and workflows are inadequate for characterizing these smaller features.

As a result, novel and high productivity transmission electron microscope (TEM) workflows are needed to image and analyze the next generation of semiconductor device structures. Advanced characterization of these devices can help you deliver on necessary performance, predict and control structural, physical, and chemical properties, as well as correlate your characterization data to parametric test results.

Thermo Fisher Scientific offers workflows for the high-productivity characterization of parameters that directly affect device yield, performance, and reliability. This includes physical, structural, and chemical properties. Click through to the pages below to learn more about our range of products and to gain a deeper understanding of how these workflows can meet your specific needs.


Semiconductor device characterization workflow examples

 

 

Style Sheet for Komodo Tabs


Techniques

Nanosondage

À mesure que la complexité des dispositifs augmente, le nombre d’endroits où les défauts peuvent se cacher augmente également. Le nanosondage fournit la localisation précise des pannes électriques, ce qui est essentiel pour un flux de travail efficace d’analyse des défaillances par microscopie électronique à transmission.

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Analyse et imagerie par TEM des semi-conducteurs

Les microscopes électroniques à transmission Thermo Fisher Scientific offrent une analyse et une imagerie haute résolution des dispositifs semi-conducteurs, ce qui permet aux fabricants d’étalonner les ensembles d’outils, de diagnostiquer les mécanismes de défaillance et d’optimiser les rendements globaux des processus.

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Préparation des échantillons de dispositifs semi-conducteurs

Les systèmes DualBeam Thermo Scientific fournissent une préparation des échantillons par TEM précise pour l’analyse à l’échelle atomique des dispositifs semi-conducteurs. Les technologies d’automatisation et d’apprentissage automatique avancé produisent des échantillons de haute qualité, au bon emplacement, et à un faible coût par échantillon.

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Analyse et imagerie des semi-conducteurs

Thermo Fisher Scientific propose des microscopes électroniques à balayage pour chaque fonction d’un laboratoire de semi-conducteurs, des tâches d’imagerie générales aux techniques d’analyse de défaillances avancées nécessitant des mesures précises du contraste de tension.

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Isolement des pannes thermiques

Une répartition inégale de la dissipation d’énergie locale peut entraîner de grandes augmentations localisées de la température, ce qui entraîne une défaillance du dispositif. Nous proposons des solutions uniques pour l’isolement des pannes thermiques grâce à la thermographie infrarouge à verrouillage haute sensibilité (LIT).

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Préparation des échantillons par APT

La tomographie par sonde atomique (APT) fournit une analyse de composition 3D à résolution atomique des matériaux. La microscopie par faisceau d’ions focalisé (FIB) est une technique essentielle pour la préparation d’échantillons spécifique au site, orientée et de haute qualité pour la caractérisation de l’APT.

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Ablation par laser des semi-conducteurs

L’ablation par laser permet la mouture à haut débit de dispositifs semi-conducteurs pour l’imagerie et l’analyse par microscopie électronique tout en conservant l’intégrité des échantillons. Accédez à des données 3D à grand volume et optimisez les conditions de mouture afin de les adapter au mieux à votre type d’échantillon.

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Déstratification des dispositifs

La réduction de la taille des caractéristiques, ainsi que la conception et l’architecture avancées, donne lieu à une analyse des défaillances de plus en plus difficile pour les semi-conducteurs. La déstratification des dispositifs sans dommages est une technique essentielle pour la détection des pannes et défaillances électriques intégrées.

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Nanosondage

À mesure que la complexité des dispositifs augmente, le nombre d’endroits où les défauts peuvent se cacher augmente également. Le nanosondage fournit la localisation précise des pannes électriques, ce qui est essentiel pour un flux de travail efficace d’analyse des défaillances par microscopie électronique à transmission.

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Analyse et imagerie par TEM des semi-conducteurs

Les microscopes électroniques à transmission Thermo Fisher Scientific offrent une analyse et une imagerie haute résolution des dispositifs semi-conducteurs, ce qui permet aux fabricants d’étalonner les ensembles d’outils, de diagnostiquer les mécanismes de défaillance et d’optimiser les rendements globaux des processus.

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Préparation des échantillons de dispositifs semi-conducteurs

Les systèmes DualBeam Thermo Scientific fournissent une préparation des échantillons par TEM précise pour l’analyse à l’échelle atomique des dispositifs semi-conducteurs. Les technologies d’automatisation et d’apprentissage automatique avancé produisent des échantillons de haute qualité, au bon emplacement, et à un faible coût par échantillon.

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Isolement des pannes thermiques

Une répartition inégale de la dissipation d’énergie locale peut entraîner de grandes augmentations localisées de la température, ce qui entraîne une défaillance du dispositif. Nous proposons des solutions uniques pour l’isolement des pannes thermiques grâce à la thermographie infrarouge à verrouillage haute sensibilité (LIT).

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Préparation des échantillons par APT

La tomographie par sonde atomique (APT) fournit une analyse de composition 3D à résolution atomique des matériaux. La microscopie par faisceau d’ions focalisé (FIB) est une technique essentielle pour la préparation d’échantillons spécifique au site, orientée et de haute qualité pour la caractérisation de l’APT.

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Ablation par laser des semi-conducteurs

L’ablation par laser permet la mouture à haut débit de dispositifs semi-conducteurs pour l’imagerie et l’analyse par microscopie électronique tout en conservant l’intégrité des échantillons. Accédez à des données 3D à grand volume et optimisez les conditions de mouture afin de les adapter au mieux à votre type d’échantillon.

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Déstratification des dispositifs

La réduction de la taille des caractéristiques, ainsi que la conception et l’architecture avancées, donne lieu à une analyse des défaillances de plus en plus difficile pour les semi-conducteurs. La déstratification des dispositifs sans dommages est une technique essentielle pour la détection des pannes et défaillances électriques intégrées.

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Samples


Caractérisation des dispositifs et matériaux semi-conducteurs

À mesure que les dispositifs semi-conducteurs rétrécissent et deviennent plus complexes, de nouvelles conceptions et structures sont nécessaires. Les flux de travaux d’analyse 3D à haute productivité peuvent raccourcir la durée de développement des dispositifs, optimiser le rendement et s’assurer que les dispositifs répondent aux besoins futurs de l’industrie.

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Products

Style Sheet for Instrument Cards Original

Spectra Ultra

  • New imaging and spectroscopy capabilities on the most beam sensitive materials
  • A leap forward in EDX detection with Ultra-X
  • Column designed to maintain sample integrity.

Helios 5 HX/Helios 5 UX/Helios 5 FX DualBeam

  • Fully automated, high-quality, ultra-thin TEM sample preparation
  • High throughput, high resolution subsurface and 3D characterization
  • Rapid nanoprototyping capabilities

Talos F200E TEM

  • High-quality (S)TEM imaging of semiconductor and microelectronic devices
  • Precise, high-speed chemical characterization with EDS
  • Dedicated semiconductor-related applications

Metrios AX TEM

  • Automation options to support quality, consistency, metrology, and reduced OPEX
  • Leverages machine learning for superior autofunctions and feature recognition
  • Workflows for both in-situ and ex-situ lamella preparation
Thermo Scientific Scios 2 plasma focused ion beam scanning electron microscope (DualBeam)

Scios 3 FIB-SEM

  • Full support of magnetic and non-conductive samples
  • High throughput subsurface and 3D characterization
  • Advanced ease of use and automation capabilities

ExSolve WTP DualBeam

  • Can prepare site-specific, 20 nm thick lamellae on whole wafers up to 300 mm in diameter
  • Addresses needs requiring automated, high-throughput sampling at advanced technology nodes
Thermo Scientific Verios 5 XHR scanning electron microscope (SEM)

Verios 5 XHR SEM

  • Monochromated SEM for sub-nanometer resolution over the full 1 keV to 30 keV energy range
  • Easy access to beam landing energies as low as 20 eV
  • Excellent stability with piezo stage as standard
Thermo Scientific Quattro E scanning electron microscope (SEM)

Quattro ESEM

  • Ultra-versatile high-resolution FEG SEM with unique environmental capability (ESEM)
  • Observe all information from all samples with simultaneous SE and BSE imaging in every mode of operation
Thermo Scientific Prisma E scanning electron microscope (SEM)

Prisma E SEM

  • Entry-level SEM with excellent image quality
  • Easy and quick sample loading and navigation for multiple samples
  • Compatible with a wide range of materials thanks to dedicated vacuum modes
Thermo Scientific Apreo 2 scanning electron microscope (SEM)

Apreo 2 SEM

  • High-performance SEM for all-round nanometer or sub-nanometer resolution
  • In-column T1 backscatter detector for sensitive, TV-rate materials contrast
  • Excellent performance at long working distance (10 mm)

Phenom ProX G6 Desktop SEM

  • High performance desktop SEM with integrated EDS detector
  • Resolution <6 nm (SE) and <8 nm (BSE); magnification up to 350,000x
  • Optional SE detector

ELITE System

  • Electrical defect localization
  • Thermal mapping
  • Advanced packaging analysis

nProber IV

  • Localize transistor and BEOL faults
  • Thermal nanoprobing (-40°C to 150°C)
  • Semi-automated operation

Hyperion II System

  • Atomic Force Probing
  • Localize transistor faults
  • Integrated PicoCurrent (CAFM)

AutoTEM 5

  • Fully automated in situ S/TEM sample preparation
  • Support of top-down, planar and inverted geometry
  • Highly configurable workflow
  • Easy to use, intuitive user interface
Thermo Scientific Auto Slice and View 4.0 serial section electron microscopy software

Auto Slice and View 4.0 Software

  • Automated serial sectioning for DualBeam
  • Multi-modal data acquisition (SEM, EDS, EBSD)
  • On-the-fly editing capabilities
  • Edge based cut placement

iFast Software

  • Macro recorder for faster recipe creating
  • Runner for unattended overnight operation
  • Alignment tools: Image recognition and edge finding
Thermo Scientific Inspect 3D tomography software

Inspect 3D Software

  • Image processing tools and filters for cross-correlation
  • Feature tracking for image alignment
  • Algebraic reconstruction technique for iterative projection comparison

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