在我们的损伤层检测分析服务中,已介绍过晶棒与晶片的损伤层分析流程与检测方式。本篇将进一步针对矽电极柱的损伤层检测技术进行详尽说明。
如下图(图一)所示,即为我们此次的观察对象—矽电极柱。从图片中可以清楚看出表面经钻孔、加工后留下的孔洞、凹槽及切割痕迹,而这些位置皆为损伤层可能出现的区域(图二)。
图一、矽电极柱
图二、损伤层示意图
矽电极柱是一种经由高精度加工制成的柱状矽材料,常应用于电化学元件、能源储存设备、或半导体相关零组件中。其设计通常具备多孔、高表面积的特性,以提升导电效率或反应表面积。
在加工过程中,因切割、钻孔等机械作用,容易造成表面或次表层结构的破坏,如微裂缝、塑性变形或非晶化等情况,这些破坏区域即称为损伤层。
在矽电极柱表面,损伤层常见于以下区域:
这些损伤若未及早发现,可能影响后续制程良率、导电性能,甚至降低产品使用寿命。
要观察这些损伤层,我们需先将样品进行适当的分段处理(图三),将欲观察区域裁切成合适大小,再依序进行以下作业流程(图四):
图三、分段作业
图四、作业程序
完成处理后,即可在沟槽等区域观察到深度从数十微米至数百微米不等的损伤层(图五)。从侧面观察,也可清楚辨识损伤层的厚度与范围(图六)。
这些分析有助于判定机械加工对材料所造成的影响,进而改善制程参数或预防瑕疵发生。
图五、沟槽损伤层
图六、侧面分析损伤