浅析半导体工艺中超声波检测应用

浅析半导体工艺中超声波检测应用

杨波

（中国振华集团永光电子有限公司贵州省贵阳市550018）

摘要：本文根据相关的实践经验和相关数据的搜集和整理，对实际的案例进行了相关的分析和探讨。超声波检测在实际的应用中越来越广泛，半导体工艺在其中发挥着至关重要的作用，二者之间相辅相成、缺一不可。本文根据实际的操作和试验对半导体进行了全方位的研究，通过分析得出了半导体在超声波检测中的实际应用和其具有的功效。

关键词：半导体工艺；超声波检测；实际应用；分析和探索

半导体工艺的制作过程是复杂的，这样的特点也就造成了其内部电子元件在制作中会出现一定的缺陷和问题，针对这样的现状，只能利用超声波扫描对封装体进行相关的检测，一般情况下对半导体检测的方法为回声检测法。回声检测法能直接检测出封装体内部的多种缺陷，如：裂纹、夹杂物、分层、空隙和附着物等。通过超声波的检测能在图像中对比材料内部的声阻抗差异，也能及时确定材料内部的缺陷，对缺陷和问题第一时间调整方案，制定相关的补救措施。

1超声波扫描检测技术

超声波检测的实际工作原理是超声波在传播过程中需要同介质，一旦介质不同超声波就无法进行传递，会发生反射的现象。所以在检测半导体封装体的时候就会因为介质的不同，产生干扰信号，超声波就会发生反射的现象。在经过一系列的处理之后，就会得到一张高清的超声波图像，在图像中能直观地看到图像内的信息，通过图像能对需要改进的区域做出改动。超声波扫描的方式分为两种，一种是透射扫描，一种是反射扫描。

1.1透射扫描

透射扫描在超声波扫描中属于最基本的扫描检测的方式。透射扫描有自身的优势，也有自身的不足之处，在实际的应用中超声波检测能最直观的发现半导体中的问题所在，但是因为其缺陷，导致在扫描中无法直接对出现问题的部位继续检测，只能确定半导体是否存在问题。

1.2反射扫描

反射扫描是利用在不同介质中无法传播会进行反射的原理进行检测的。通过反射扫描能确定半导体中存在问题的部位，对其作出相对应的措施。相较于透射扫描来看，反射扫描能直观地把问题展现出来，及时确定问题出现的部位。

2封装体内部裂纹检测

界面裂纹模式是半导体失效中最常见的表现模式。一般情况下选用回声检测法的时候会采用50~75Hz的探头进行相关的信号识别，75Hz之上的探头对于回声检测来说用处不大，因为其波长过短，只适合一些超薄器件的检测，像封装体这样的器材来说需要的是波长较长的探头进行深入的检测。在穿透法中一般采用的探头是15Hz的长波，不仅仅是因为其波长的缘由，还因为其探头足够的穿透力。

3硅通孔的成型检测

一般硅通孔联接法是三位封装技术中最基本的内联方式，但是其也不是完美的，在本方式的使用过程中也会多多少少受到外界因素的干扰，要想确保本方案的切实进行，就需要在硅通孔的工艺中研究其制作过程的科学性，深入对钻孔技术的研究，对可能出现的问题和因素加以控制，进一步完善硅通孔的成型检测技术和手段。

4半导体工艺中超声波检测的实际应用

4.1倒装器件

随着科技的发展，倒装技术也得到了相应的推进，倒装技术在这样的时代背景下，发展得范围也越来越广泛。也由于倒装器件制作的材料不同会导致内部的数据的不稳定，会造成不同程度上的热膨胀，这也是倒装器件出现缺陷的因素之一。倒装器件在外界的环节因素之下也会引起自身皱起性应力的变化，这也会导致倒装器件内部产生一定的变化，从而造成内部的问题。在倒装器件中使用超声波检测能及时发现其中的问题，减少不必要麻烦的产生，能在一定程度上提高可靠性，也能提高工作的效率，让制作者在制作的过程中更加地专心和认真。

4.2晶圆

超声扫描可以实际地运用到晶圆的扫描中，能直接通过超声波检测得出晶圆自身存在的缺陷，并根据实际的得出的图像进行下一步的操作。通过超神波检测发现问题后，能在第一时间想出解决的方案，也方便下一步计划的进行和实施，提高工作的效率和品牌的效应。确保企业制作出更多、更可靠的半导体工艺品。

4.3塑封微电路

由于塑封微电路的特殊性，其在制作或者使用过程中都会或多或少地出现问题，所以对塑封微电路使用超声波检测是必要的过程，只有经过了超神波的检测塑封微电路的使用可靠性才会进一步提高。

4.4SMD贴片电容

在实际的应用之中，SMD贴片电容可以直接使用超声波扫面进行检测，形成图像，及时得出解决的措施和方案。

5结束语

随着时代科技的发展，对于半导体工艺的检测工序也变得简单起来，很多的检测只需要超声波扫描便能最直观地得出半导体工艺是否符合标准，以及问题出现的部位。在经过超声波检测之后，半导体工艺使用的可靠性也会有一定程度的提升。在使用超声波的过程中也要进行合理的判断，了解什么样的半导体该使用什么样的探头，进一步提升检测的准确性。在检测中也要注意影响其检测的因素，避免失误的发生，对出现缺陷的部位要进行重点的观察和研究。超声波扫描作为在半导体工艺中无损检测的方式，在未来的发展中会加大其影响力和在半导体中使用的范围。在实际的检测中也要根据实际的半导体工艺品进行不同程度的检测，尤其是塑封微电路的实际检测更要进行100%的超声波扫描检测，以此来提高塑封微电路的可靠性，促进该行业的发展。

参考文献

[1]张澍，谢安，李世玮.超声波检测在半导体工艺中的应用[J].半导体技术，2013，10：792-796.

[2]颜燕.半导体工艺技术与半导体设备的关系[J].微电子技术，2002，03：27-32.

[3]何德湛.C-V技术及其在半导体工艺检测上的应用[J].半导体技术，2000，03：29-31+33.

作者简介

杨波（1986-12），男，汉族，籍贯：江西南昌，当前职务：技术员，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：二三极管。