检测技术在生产实际中发挥作用
                               丁丽 何秀坤 李宝珠
                        信息产业专用材料质量监督检验中心 
                        天津市南开区科研西路二十号300192
    现代化的科研生产离不开先进分析检测技术的支撑。分析检测技术是一种手段，是一种让现代科研生产管理者提升管理质量水平的必须工具，很好的利用和发挥现代分析技术在科研生产实际中的职能，是衡量一个企业质量水平的一个明显标志。
    多年来信息产业部专用材料质量监督检验中心，一直从事于电子元器件的材料分析与器件失效机理研究。在工作中非常深切地感受到军工企业对检测技术的迫切需求和强烈的依赖。在这里将结合目前企业的科研生产现况，从材料、工艺和器件三方面谈企业对检测技术的需求。
1 材料分析
    原材料质量的好坏直接影响产品质量,但在原材料的使用过程中又往往不能直接体现出来，而是在产品的应用中出现这样或那样的失效，造成一系列不良影响，有时还会造成难以估量的经济损失。随着市场经济的不断发展，企业质量意识的不断提高，从源头消除质量隐患已成为企业开展质量控制工作的重要手段。
    开展材料分析主要涉及以下几个方面：
1.1 企业检测手段薄弱，需必要的检测支持。
1.2 根据企业在生产和科研过程中发现问题，追溯解决过程中需要材料检测分析。
1.3 企业改进工艺制备优质材料，需配合其工艺过程开展材料分析。
1.4 为企业查找工艺失效原因，开展必要的材料检测分析。
1.5 配合企业产品的升级换代，开拓新品解剖未知样品，以了解其材料特点，如化学成分，结构，物理性能等。开展材料分析。
2 工艺质量分析
    工艺质量也是直接影响产品质量的重要因素之一。工艺质量的分析是追溯质量控制过程，增加工艺透明度，是降低失效的重要保证因素。
    开展工艺质量分析主要涉及：
2.1 配合企业开展工艺监测，为增加工艺质量控制的透明度利用现代化的检测手段对工艺过程的中间产品进行检测，以便及时发现问题及时解决问题。
2.2 通过工艺比较为企业优化工艺，提高工艺质量，提高产品质量，通过对不同工艺过程的样品进行对比分析，为企业找出最佳工艺方案提供科学依据。
2.3 在企业发现质量问题时，配合开展工艺质量分析，通过比对各种不同样品以找出问题所在。
3 器件分析
    器件是科研生产的最终产品，器件的失效反映出材料与过程控制存在缺陷，失效分析是从追溯的角度查找科研生产中的质量隐患，杜绝失效的再次发生。
    开展器件分析主要涉及：
3.1 为查找器件失效原因而开展的器件失效分析。
3.2 为拓展新品种，向国际水平接轨，剖析未知器件，以了解未知器件的结构，性能，及化学成分等方面的信息，协助研制人员掌握产品研制的第一手资料。
    在实际检测工作中源于各种原因的检测分析往往都能归结到材料的检测分析上。可以通过对材料的组织结构、形貌特征；宏观、微区的组织与成分的变化；整体与个体的物理化学性质的改变从而获得来自材料质量、工艺过程及器件失效原因的分析结果，为用户解决问题提供科学依据。
4 检测技术应用实例
4.1 金属弹片上未知物分析
    由于金属弹片上有沾污，导致电接触不良，利用扫描电子显微镜给出金属弹片异物形貌，利用付里叶变化红外光谱仪对有机物进行分析。金属弹片表面沾污是：胶及润滑油混合物。(结果略)
4.2 砷化镓器件制备工艺问题样品分析
    砷化镓注入工艺中发现，经注入工艺的砷化镓表面有一定形状和方向的缺陷。利用扫描电子显微镜给出微观缺陷形貌，X能量色散谱仪定性给出缺陷区成分；X光电子能谱仪给出砷化镓有缺陷表面原子的相对百分含量，为用户提供缺陷类型是砷化镓基体的生长缺陷还是后道加工缺陷。(结果略)
4.3 InGaAs/InP 光电二极管暗电流大原因分析
    通过对暗电流正常与暗电流不正常器件用InGaAs/InP材料进行表层厚度分析、表层成分分析、SIMS纵向剖析、X衍射分析、红外分析。从多层结构材料表面到体内的综合分析发现：出现问题的样品表层最薄。(结果略)
4.4 未知MOS功率器件分析
    为了解未知器件的基本结构与成份信息,首先利用扫描电子显微镜对MOS器件的盖板、管壳、底板、芯片进行形貌分析，化学成分的定性和半定量分析；进一步利用X光电子能谱仪对芯片表面进行分析，获得芯片表面几十到几百埃深度区域结构成份信息。并通过对芯片表面的逐层剥蚀分析获得芯片的材料信息及部分工艺特征。 (结果略)
4.5 红外器件分析
    利用二次离子质谱（SIMS）对未知HgCdTe集成红外焦平面器件进行了多元素深度分布分析，全谱分析，图像分析，获得未知了器件的材料结构、生长工艺特点、界面处理工艺、金属层结构与工艺、碱金属离子控制等多方面的重要信息。
5. 结束语
    检测技术的有效应用使我们能从失效的预防入手开展材料质量分析、工艺质量分析；从制造工艺入手为工艺人员寻找调整，优化工艺的指导途径；从降低失效的角度出发为生产企业提供失效原因分析；从拓展新品提高产品水平出发为企业提供必要的检测技术支撑。