【国家标准】 微束分析 透射电子显微术 集成电路芯片中功能薄膜层厚度的测定方法

ICS 71.040.50 CCS N 33 中华人民共和国国家标准 GB/T 43748—2024 微束分析 透射电子显微术 集成电路芯片中功能薄膜层厚度的测定方法 Microbeam analysis—Transmission electron microscopy—Method for measuring the thickness of functional thin films in integrated circuit chips 2024-03-15 发布 2024-10-01 实施 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布 前言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国微束分析标准化技术委员会（SAC/TC38）提出并归口。 本文件起草单位：广东省科学院工业分析检测中心、南方科技大学、胜科纳米（苏州）股份有限公司。 本文件主要起草人：伍超群、于洪宇、乔明胜、陈文龙、周鹏、邱杨、黄晋华、汪青、程鑫。 引言 功能薄膜材料及其性能是先进集成电路（IC）制造中的关键基础技术。在Si基芯片、GaN或SiC等宽禁带半导体器件以及Micro-LED等微纳器件中，功能薄膜材料具有结构复杂、成分多样的特点。随着纳米技术的发展以及5G、物联网、智能医疗、智能驾驶等新兴产业的推动，集成电路技术正向智能化、微型化和多功能化发展。 在这一背景下，纳米级多层功能薄膜的厚度测量成为关键技术问题。透射电子显微术（TEM/STEM）由于其高空间分辨率，已成为纳米尺度结构和成分分析的重要手段。目前针对集成电路芯片多功能薄膜厚度测量尚缺乏统一标准，因此制定本标准对于规范测试方法具有重要意义。 1 范围 本文件规定了采用透射电子显微镜/扫描透射电子显微镜（TEM/STEM）测定集成电路芯片中功能薄膜层厚度的方法。 本文件适用于测量厚度在数纳米以上的集成电路芯片功能薄膜层。 2 规范性引用文件 下列文件通过规范性引用构成本文件的必不可少条款。凡注日期的引用文件，仅该版本适用；凡不注日期的引用文件，其最新版本（包括修改单）适用。 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 18907—2013 微束分析 透射电镜选区电子衍射分析方法 GB/T 20724—2021 微束分析 薄晶体厚度的会聚束电子衍射测定方法 GB/T 30544.4 纳米科技术语 第4部分：纳米结构材料 GB/T 40300—2021 微束分析 电子显微学术语 JY/T 0583—2020 聚焦离子束系统分析方法通则 3 术语和定义 GB/T 18907—2013、GB/T 20724—2021、GB/T 30544.4、GB/T 40300—2021和JY/T 0583—2020界定的术语和定义适用于本文件。 3.1 薄晶体试样 thin crystal specimen 可安置在透射电子显微镜试样台上，且入射电子束能够穿透的晶体试样。 4 符号和缩略语 本文件中使用的符号和缩略语用于描述测量参数及相关物理量。 5 方法原理 利用透射电子显微镜或扫描透射电子显微镜对样品进行高分辨成像，通过对功能薄膜层界面位置的识别与测量，实现纳米尺度厚度的定量分析。 6 仪器设备 包括透射电子显微镜（TEM）、扫描透射电子显微镜（STEM）及相关样品制备设备。 7 试样 试样应满足电子束可穿透条件，通常需通过离子束减薄等方法制备成薄片。 8 试验步骤 包括样品制备、显微观察、图像采集及厚度测量等步骤。 9 测量结果的不确定度评定 应对测量过程中的误差来源进行分析，并评估测量结果的不确定度。 10 试验报告 试验报告应包括样品信息、测试条件、测量结果及不确定度分析等内容。 附录A（资料性） SiN薄膜层厚度测量结果的不确定度评定示例。 参考文献 列出了与本标准相关的技术文献及参考资料。