地学“利器”跨界半导体丨上海凯来Genesis点阵飞秒激光剥蚀带来材料检测新体验

 

近日，“半导体材料与器件超精密分析技术”高级研修班在中国科学院上海硅酸盐研究所圆满举办。上海凯来仪器有限公司作为国内高端元素分析测试解决方案提供商，受邀参加本次研修班，公司代表在会上作了专题报告。这是上海凯来在半导体材料相关领域的首次正式亮相，标志着公司从传统地质分析领域向半导体、新能源等国家战略性关键产业的深度拓展。

 

从地学基石到材料新篇

 

飞秒激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱（fsLA-ICPMS）技术，长期以来是地质与地球科学研究的核心工具——从岩石定年、矿物微量元素分析，到嫦娥六号月壤的超大光斑原位定量，这项技术已在严苛的地学场景中验证了自身的可靠性与精准度。

随着先进制造、半导体、新能源等战略性产业对材料纯度与微区表征提出更高要求，这项"地学利器"正凭借其微损、原位、高分辨的天然优势，快速向材料科学领域延伸，成为固体材料直接分析的新方法。

上海凯来工程师在研修班上介绍：“地学样品往往成分复杂、形态多样，对原位微区分析的要求极为苛刻。正是这种在严苛环境中锤炼出的技术能力，让Genesis飞秒激光系统在应对半导体材料的高纯、微纳、热敏感等特性时，显得游刃有余。”

 

凯来代表材料专题汇报

 

权威平台见证技术“跨界”

 

本次研修班由中国科学院上海硅酸盐研究所承办，从全国数百名申报者中遴选出69名正式学员，汇聚了中科院院士陈立东、西安交通大学杨树明教授、中科院半导体研究所谭平恒研究员等顶尖学者，以及长电科技、安集微电子等产业链骨干。

在这样高规格的学术平台上，上海凯来首次以材料分析解决方案提供商的身份亮相，系统展示了fsLA-ICPMS技术从地质学"主场"迈向半导体材料检测“新赛场”的完整能力图谱。

 

 

 

跨界应用的实战验证

Genesis系统采用的飞秒激光（脉冲宽度10^-15秒）与传统纳秒激光有着本质区别。飞秒激光通过多光子吸收和隧道电离产生库仑爆炸实现剥蚀，热影响区极小，剥蚀颗粒更加细小均一。在这一技术底座上，fsLA-ICPMS为材料分析提供了三种核心能力：＜1μm空间分辨率、ppt级检出限、分钟级分析速度。并且点阵飞秒激光剥蚀技术在材料领域目前已经取得一些突破性应用：

 

•SiC晶圆杂质分析

•晶圆面扫成像

•金属材料失效分析

•高纯材料杂质分析

 

凯来材料分析实例

 

从科研工具到生产工具

值得一提的是，上海凯来作为主要起草单位参与制定的GB/T 43589-2023《金合金饰品 多元素含量测定 激光剥蚀——电感耦合等离子体质谱法》已于2024年7月正式实施，这是我国首个LA-ICPMS国家标准。从参与国标制定到推出面向半导体产业的专用检测系统，Genesis系列正沿着"科研工具→工程化质控工具→在线生产工具"的路径稳步演进。

 

目前，上海凯来已推出面向半导体客户的测样体验计划，覆盖SiC、GaN、InP等晶圆类样品，以及高纯石英、高纯石墨、陶瓷基板、电池极片等材料检测服务。这不仅是市场推广，更是一次让产业界直观感受飞秒激光技术价值的契机——当一项在地学领域已臻成熟的分析方法“跨界”进入半导体质量控制的最前线，它带来的可能不仅是检测手段的更新，更是整个质控逻辑的升级。

 

 

未来展望

随着半导体产业向更高集成度、更先进制程迈进，材料纯度与缺陷控制的要求日益严苛。上海凯来将继续深耕飞秒激光剥蚀技术，以"科研工具向生产工具转变"为战略方向，为先进制造、半导体、新能源等关键产业提供自主可控的检测技术支撑。

 

 限时福利：半导体样品免费检测体验开放！

为让更多半导体企业切身感受国产飞秒激光检测技术的实力，上海凯来现推出“半导体材料免费测样体验计划”：

 

免费测样范围

•晶圆类：SiC、GaN、InP、GaAs、硅基晶圆等表面/体相金属杂质

•高纯材料：高纯石英、高纯石墨、高纯金属、Al₂O₃等痕量杂质

•复合材料：陶瓷基板、封装材料、靶材、电池极片等微区元素分布

•失效样品：缺陷部位元素溯源、镀层深度剖面、夹杂物分析

 

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