半导体d坑实验的意义

坑试验怎么做？附详解！在半导体封装工艺中，d坑试验是用来评估键合参数以及键合可靠性的。键合工艺使用的材料一般是金线，铜线或铝线，其中铝线一般是在大功率的产品中使用，铜线在解决了可靠性的问题之后应用也越来越多。d坑试验数据能够指导工艺工程等部门进行工艺设计改进，优化。FA 在进行这种分析时，针对不同的产品类型，一般采用什么样的方法呢？本文介绍几种常见的方法。

1. 铝 （Al bond pad）+ 金线键合（Au wire bond） 目的：分离金球（bond ball）与bond pad，用于检查分析 IMC 和bond pad 试剂：10% NaOH溶液 温度：室温 腐蚀时间：约5分钟 （取决于样品） 方法说明：该方法是利用铝的两性，通过碱性溶剂把金球和bond pad之间的铝层溶掉，最终把bond pad和金线分离出来，用于检查分析。在腐蚀铝层时，金线不会被腐蚀掉。溶液浓度可根据产品特点进行调整，也有用氢氧化钾的，但不宜用高浓度的碱进行腐蚀，需要控制好时间，否则会对芯片造成损伤。

2. 铝 （Al bond pad）+ 金线键合（Au wire bond） 目的：检查bond pad，不关注bond ball 试剂：碘化钾，单质碘，纯水， KI : I2 : DI =115g : 65g : 100g 温度：室温 腐蚀时间：10分钟~15分钟 （取决于样品） 方法说明：该方法是直接把金溶掉，最终把bond pad暴露出来进行检查分析，在腐蚀金的同时，bond pad上面的铝层也会被腐蚀掉。 特点是对金的腐蚀速率较快，缺点是腐蚀不掉的残留物有时较难去除干净。当然去除金的方法还有多种，比如王水，汞等，但王水的氧化性太强，对很多材料都有腐蚀性或者负面影响，汞属于毒性很强的物质一般也不常用，在冶金上面会用于提取金。

3. 铝 （Al bond pad）+ 铜线键合（Cu wire bond） 目的：分离铜球（bond ball）与bond pad，用于检查分析 IMC 和bond pad 试剂：10% NaOH 温度：室温 腐蚀时间：约5分钟 （取决于样品） 方法说明：该方法是用氢氧化钠溶解铝层，但氢氧化钠不会腐蚀铜线，最终可以把bond pad和铜线分离出来，可以检查bond pad和IMC，与金线IMC检查的方法一样。

4. 铝 （Al bond pad）+ 铜线键合（Cu wire bond） 目的：溶解铜线，用于检查分析 bond pad，不需要保证铜线的完整性 试剂：发烟硝酸 温度：室温 腐蚀时间：30秒~ 1分钟 （取决于样品） 这时可以进行bond pad的检查，此时铝层还在pad上，如果需要进一步把铝层去除，可以接着做下面一步： 试剂：HCL （37% ） 温度：50 °C 腐蚀时间：1分钟~ 3分钟 （取决于样品） 方法说明：该方法是用发烟硝酸直接溶解铜线，但由于铝具有钝化作用而得以保留，该方法分两步分别把铜线和铝层溶解掉，可以检查bond pad的铝层形貌以及去掉铝层后的芯片pad。

半导体泵浦532nm 绿光激光器由于具有波长短，光子能量高，体积小，效率高，可靠性高，寿命长，在水中传输距离远和对人眼敏感等优点，近几年在光谱技术，激光医学，信息存储，彩色打印，水下通讯等领域展示出极为重要的作用，从而成为各国研究的热点。 半导体泵浦532nm 绿光激光器适用于大学近代物理教学中的非线性光学实验。本实验以808nm 半导体激光泵浦Nd 3+: YVO 4激光器为研究对象，在激光腔内插入倍频晶体KTP ，产生532nm 倍频光，观察倍频现象、测量倍频效率、相位匹配角等基本参数。

一、实验目的

1、 掌握光路调整基本方法，观察横模，测量输出红外光与泵浦能量的关系，斜效率和阈值；

2、 测量半导体激光器注入电流和功率输出的变化关系，了解激光原理及倍频等激光技术。

二、实验原理

光与物质的相互作用可以归结为光与原子的相互作用。爱因斯坦从辐射与原子的相互作用的量子论观点出发提出：在平衡条件下，这种相互作用过程有三种，也就是受激吸收，受激辐射和自发辐射。

假定一个原子，其基态能量为E 1，第一激发态的能量为E 2，如图1所示。如果原子开始处于基态，在没有外界光子入射时，原子的能级状态将保持不变。如果有一个能量为2121hv E E =-的光子入射，则原子就会吸收这个光子而跃迁到第一激发态。原子的跃迁必须符合跃迁选择定则，也就是入射光子的能量21hv 等原子的能级间隔21E E -时才能被吸收（为叙述的简单起见，这里假定自发辐射是单色的）。

激发态的寿命很短，在不受外界影响时，它们会自发地返回到基态并发射出光子。自发辐射与外界作用无关，由于原子的辐射都是自发地，独立地进行的，所以不同原子发射的光子的发射方向和初相位都是随机的，各不相同的，如图2所示。

如果有一个能量为2121hv E E =-的光子入射，则原子就会在这个光子的激励下产生新的光子，即引起受激辐射，如图3所示，受激辐射发射的光子与外来光子的频率、发射方向、偏振态和初相位完全相同。激光就是受激辐射过程产生的。

是这样，我们正在学二极管，你看金属导电是靠最外层自由电子，因为金属晶格正离子对最外层电子的束缚能力很弱，所以称它为自由电子，自由移动么。同样对半导体，以硅为例，它要想导电，必须也有自由移动的粒子（说空穴你可能难接受一点，就讲电子了），但晶体硅外层电子构成的共价键是价饱和的，4个电子全部成键，虽然有少部分能够脱离中心原子的束缚，但只是少部分，所以导电能力很弱，就称它为半导体了。如果掺入5价的元素比如P，P外层有5个电子，拿出四个来和Si成键，多余的一个就成了自由电子了，导电能力就增强了，同样掺入3价的元素也是类似，不过导电的就是空穴了，相当于正离子导电，就这样了，可能也没讲的很清楚

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