納米尺度材料分析測試——芯片和微納電子器件

　　【儀表網 儀表上游】2020年10月28日至30日，由中國微米納米技術協會、中國科學技術協會主辦，蘇州納米科技發展有限公司承辦，為期三天的“第十一屆中國納米技術產業博覽會”(CHInano2020)在蘇州博覽中心盛大舉辦。本次大會由峰會(主報告、專題技術分會、應用論壇)、展覽、對接會等部分組成，重點聚焦納米新材料、微納制造、第三代半導體、能源與清潔技術、納米生物技術等產業領域，打造納米技術產業交流合作平臺。
 

　　來自南方科技大學的楊改英教授就《納米尺度材料分析測試——芯片和微納電子器件》為主題，為現場的觀眾做了詳細的報告。
 

　　在本次的報告中，楊改英教授主要以半導體芯片Siscbstrate分析和貼片電容失效分析為例，對納米材料中的芯片和微納電子器件的分析測試進行了報告解說。
 

　　在第一個內容里，楊教授以半導體中芯片為例，分析了半導體的生產現狀。芯片是日常生活中常見的半導體器件，比如我們經常會使用到的計算機、手機、汽車電子等器件里面都包含了芯片，芯片已經逐步成為21世紀的生活必需品。在楊改英教授的報告中，將國內半導體的發展現狀分為上中下游三層，芯片制作原材料(即半導體材料)處在上游位置，芯片設計、制造、封裝、測試處在中游位置，應用芯片的通信網絡設置處在下游位置。他指出在這一個芯片的完整產業鏈條中，暫時沒有企業能覆蓋從材料到設計再到應用的整套流程，這說明在如今的半導體材料生產中，產業鏈的統一性是大的問題。
 

　　楊改英教授把分析檢測比作新材料研發、工藝優化的眼睛。同時她表示芯片分析測試對工作人員能力要求較高，測試人員不僅要了解基本性能要求，還要擁有豐富的知識和快速的反應能力，能為分析測試提供有效的技術支持。根據半導的生產現狀，楊教授指出分析檢測在納米材料的發展和應用中具有重要的關鍵性作用。
 

　　貼片電容失效是什么原理？為什么會出現貼片電容失效？在第二個內容關于貼片電容失效分析中，楊教授從其作用、燒結工藝和失效表征三方面都進行了報告。貼片電容在設備中的作用主要是清除由芯片自身發生的各種高頻信號對其他芯片的串擾，從而讓各個芯片模塊能夠不受干擾的正常工作。高頻電子振蕩線路中，貼片式電容與晶體振蕩器等元件一起組成振蕩電路，給各種電路提供所需的時鐘頻率。
 

　　其中在燒結工藝中楊改教授還原了氣氛共燒會導致貼片電容的使用壽命變短的原理，并提出二次氧化的改善途徑。楊改英教授讓二次氧化之前和二次氧化之后的材料表征以數據和圖像的方式進行了對比，明顯看出在二次氧化之后，氧會沿Ni-BaTiO3界面進入。由此得出，在微觀尺寸的材料成分、特性與結構往往主宰著宏觀世界里的物質特性的結論，也說明了分析檢測在新技術開發階段以及器件失效分析領域中起著非常重要的作用。
 

　　隨著科技的進步，納米/微米尺度材料在生活中的運用范圍變得越來越廣，其分析測試變得愈發重要。楊改英教授在報告的后重點提出新材料研發，工藝優化，良率提高三點的重要性，并將分析檢測中材料結構分析、材料表面分析、材料微區成分分析三個層面的主要分析儀器列舉出來，明確的提出對高校實驗室和檢測公司在納米尺度材料分析測試中新的要求，希望各實驗室及企業能夠在快速分析測試方面做出更大的貢獻，服務社會！