微波半導(dǎo)體器件材料與工藝質(zhì)量的SEM研究.pdf

1、微波半導(dǎo)體器件是衡量國(guó)家軍事化水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。與以歐美、日本為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家相比，國(guó)內(nèi)在微波器件方面研制工作相對(duì)落后，電子產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性水平仍然存在較大差距。微波半導(dǎo)體產(chǎn)品的質(zhì)量?jī)叭话l(fā)展成為武器建設(shè)的“瓶頸”，因而對(duì)于改善器件落后的生產(chǎn)工藝和提高微波產(chǎn)品質(zhì)量已成為亟待解決的問(wèn)題。因此，開展微波器件工藝相關(guān)的可靠性和失效分析研究具有非常重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。本文以合作單位自主研發(fā)的微波半導(dǎo)體器件（如移相器、放大器、混頻器等）為

2、主要研究對(duì)象，以掃描電子顯微鏡和電子探針能譜儀為主要技術(shù)手段，結(jié)合原材料檢測(cè)、工藝過(guò)程控制、工藝改進(jìn)以及失效分析等方面進(jìn)行討論研究，現(xiàn)將開展的工作和取得的主要研究成果概括如下。
　?。?）微波半導(dǎo)體器件中關(guān)于特殊樣品的制備方法。掃描電鏡在實(shí)際應(yīng)用于微波半導(dǎo)體器件的觀察時(shí)常遇到不便于分析的樣品或者樣品的特殊區(qū)域，如毫米級(jí)微粒（如腔體毛刺等）、焊接剖面、激光封焊焊縫等，加上某些不滿足分析條件的樣品，采用噴涂技術(shù)會(huì)對(duì)它產(chǎn)生致命損害，可以

3、根據(jù)樣品的特點(diǎn)通過(guò)選用合適的制備方法和合理調(diào)節(jié)電鏡工作參數(shù)這兩種方法均可以獲得比較理想的分析結(jié)果，進(jìn)一步完善了掃描電鏡樣品的制備方法。
　?。?）微波半導(dǎo)體器件工藝控制中的 SEM評(píng)價(jià)。主要從原材料控制和工藝監(jiān)控與評(píng)價(jià)兩個(gè)方面出發(fā)，在原材料質(zhì)量控制方面，強(qiáng)調(diào)采購(gòu)時(shí)材料的結(jié)構(gòu)質(zhì)量、工藝適應(yīng)性以及可靠性分析評(píng)價(jià)三方面與規(guī)范一致性的控制；在工藝監(jiān)控和控制方面，從微波器件的焊接工藝為例，主要從元器件的共晶焊和導(dǎo)電膠粘接兩種焊接進(jìn)行焊接界面

4、的觀察與研究，評(píng)價(jià)焊接質(zhì)量和焊接工藝水平，協(xié)助合作單位降低了微波產(chǎn)品生產(chǎn)中潛在的質(zhì)量問(wèn)題，提高了生產(chǎn)水平。
　　（3）微波半導(dǎo)體器件的工藝改進(jìn)的 SEM研究。針對(duì)以節(jié)約生產(chǎn)成本的工藝方案，即將腔體的鎳阻擋層直接作為燒結(jié)層，將不同工藝的鎳鍍層進(jìn)行燒結(jié)試驗(yàn)，從鍍層質(zhì)量、基片和元器件的共晶焊接、可靠性試驗(yàn)、氣密性測(cè)試、激光封焊焊縫觀察等方面分別進(jìn)行了可靠性評(píng)價(jià)，以確定該工藝的可行性。
　　（4）微波半導(dǎo)體器件的失效分析方面的SEM