半导体器件、晶圆、多层芯片与光电元件的微观结构观测，对表面质量、截面平整度、定位精度、无损伤提出极高要求。传统机械研磨、抛光、切割会带来划痕、应力层、非晶层、界面变形、热损伤等问题，导致 SEM 成像模糊、EBSD 无法解析、失效分析定位不准。

Technoorg Linda SEMPREP SMART 氩离子切割/抛光系统（离子研磨仪），以非接触、无应力、低温升方式实现高精度截面制备与表面抛光，完美适配半导体从材料表征到失效分析的全场景需求，是目前高端半导体实验室与产线的主流制样方案。

01.核心优势

• 最大 8 mm 宽区域切割：适合功率器件、MEMS、图像传感器等

• 可选冷却（Peltier / 液氮）：保护有机半导体、钙钛矿等热敏材料

• 无应力抛光表面：直接用于EBSD、EDS分析

• AI 辅助配方 + 自动化流程：降低操作门槛，提升重复性

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02.应用案例

01.LED 芯片多层结构精细抛光

LED 芯片由多层异质材料堆叠（如 n-GaN、多量子阱发光层、p-GaN、金属电极）。研发人员需要精确测量各层厚度、界面质量以及电极晶粒分布。

使用 SEMPREP SMART 离子研磨仪抛光后能够清晰显示金属导线、多层量子阱结构、外延层界面，在高倍 SEM 下可精确测量层间距、膜层厚度、界面平整度，并有效识别分层、空洞、裂纹、夹杂等缺陷。

02.微电子电路元件 - 精准截面失效分析

在半导体芯片失效分析中，需要对直径约 10 μm 的微小接触点进行精准截面切开，以观察内部导通状态、层间连接、空洞、裂纹与脱层。传统制样方法容易切偏、压溃结构，无法满足分析要求。

SEMPREP SMART 凭借 ±1 μm 对准精度，可在芯片表面精确定位切割区域，通过 90° 垂直截面稳定暴露深层电路结构。制备完成的截面可清晰呈现接触点 — 金属布线 — 下层电路的完整界面，无变形、无偏移、无损伤。

03.单晶硅晶圆  90°  截面切割

单晶硅是半导体产业最基础的核心材料，其内部缺陷、掺杂分布、截面平整度直接影响器件性能。机械抛光会在硅表面形成损伤层与非晶层，导致 SEM 图像失真、EBSD 衍射斑点模糊。

SEMPREP SMART 采用高能氩离子束进行物理溅射刻蚀，以原子级逐层去除材料，不产生机械应力与热损伤。在 16 kV 加速电压、570 μA 束流、1 小时工艺条件下，可实现 500 μm 深度的 90° 垂直截面，且全程无主动冷却，样品温升仅 28℃。

最终获得的截面完全平整、无再沉积、无帘状效应、无晶格损伤，可直接用于高分辨 SEM 成像、缺陷观察、晶向分析与 EBSD 测试。

SEMPREP SMART 氩离子制样系统为半导体领域提供了高精度、无损伤、可重复、高效率的全流程解决方案。它从根本上解决了机械制样带来的划痕、应力、变形、假象、热损伤等痛点，覆盖硅基材料表征、芯片失效分析、光电器件检测、先进封装结构观测、EBSD / 高分辨 SEM 前置制样等核心应用。

03.研讨会邀请

随着 5G 通信、人工智能、物联网、高性能计算等新兴技术的快速发展，半导体产业对芯片性能、功耗、集成度的要求持续攀升。先进封装作为延续摩尔定律、实现 “超越摩尔” 的核心路径，已成为产业创新的关键引擎。从传统封装迈向 2.5D/3D、晶圆级、系统级等先进封装，工艺复杂度显著提升，对封装检测、可靠性控制与失效分析提出前所未有的严苛要求。封装质量直接决定芯片最终性能与长期可靠性，无损检测、失效分析、高精度材料表征已成为保障良率与产品竞争力的核心技术支撑。

在此背景下，仪器信息网主办第五届半导体先进封装检测及失效分析技术进展网络研讨会，搭建专业线上交流平台，汇聚封装制造、设备供应商、科研院所与高校专家，共话封装工艺、检测技术、失效机理与前沿趋势。

复纳科技特邀报告

复纳科学仪器（上海）有限公司产品经理程晓杰将带来主题【离子研磨仪在半导体封装检测及失效分析的应用】，报告时间为5月14日下午 14:30-15:00，欢迎报名预约观看。

桌面型场发射电镜搭配离子研磨

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