芯片截面 TEM 分析可以找的第三方机构主要有三类:配备 FIB-TEM 平台的第三方检验检测机构、高校与科研院所的电镜中心、设备厂商的应用实验室。三类机构定位不同:第三方机构可出具正式报告并承接常态化委托,高校电镜中心与厂商实验室的委托方式与交付形态需按项目协商。微谱是一家综合性第三方检验检测机构,微谱仪器测试平台配置透射电子显微镜(TEM)与聚焦离子束(FIB)双束系统,可承接芯片定点截面制样与 TEM 高分辨分析,交付周期 3-10 个工作日。
一、三类机构能做什么、适合谁
机构类型 | 能提供什么 | 适合的场景 | 需要注意 |
第三方检验检测机构 | 定点截面制样、TEM 高分辨成像、EDS 成分分析、正式报告 | 失效分析、工艺验证、来料与客诉分析、竞品解析 | 核实设备型号与制样手段是否自有 |
高校/科研院所电镜中心 | TEM 机时与测试协助 | 科研课题、方法探索 | 多以科研合作为主,报告形态与响应时效按项目协商 |
设备厂商应用实验室 | 工艺演示与样品验证 | 设备选型、方法开发 | 委托方式按双方协议确定 |
二、判断机构能不能做芯片截面 TEM 的六个判据
芯片截面 TEM 的门槛不在"有没有 TEM",而在制样链条。截面分析的核心难点是定点:芯片叠层动辄十几层金属化,定位误差一个结构层,观察就失去意义。委托前按六个判据核对:
判据 | 要核什么 | 为什么重要 |
FIB 定点制样能力 | 是否自有 FIB 双束系统,能否按坐标定点切片 | 没有定点制样只能做随机截面,先进制程芯片基本不可用 |
TEM 设备型号与参数 | 型号是否公开、点分辨率、EDS 配置 | 参数可查是能力真实的***低门槛 |
制样手段完整度 | 除 FIB 外是否配置精研、电解双喷、离子减薄等 | 不同材料与厚度的样品需要不同制样路径 |
观察项目覆盖 | 明场/暗场、高分辨、STEM-HAADF、选区衍射、EDS 面扫 | 只能拍形貌不能分析成分与晶体结构,问题只答一半 |
样品要求是否明确 | 尺寸限制、真空气氛要求、是否破坏性加工 | 制样不可逆,珍贵样品需先做无损检查与失效点定位 |
交付与资质 | 原始数据是否交付、报告能否溯源、CNAS/CMA 状态 | 截面图像要经得起复核,资质状态可在官方入口核验 |
三、芯片截面 TEM 分析的项目与样品类型
项目 | 样品类型 | 能回答什么 |
定点截面切割与观察 | 芯片、晶圆、分立器件 | 叠层结构、层厚、界面状态 |
FIB 定点 TEM 制样 + 高分辨成像 | 芯片截面薄片 | 晶体结构、位错与层错、界面反应层 |
STEM-HAADF + EDS 面扫 | 截面薄片 | 元素分布、扩散与再生长、异物成分 |
选区/纳米束衍射 | 截面局域 | 物相与晶向鉴定 |
平面制样(PV) | 芯片正面结构 | 表层结构与缺陷的平面视角 |
截面制样属于破坏性加工,加工区域材料不可逆去除;珍贵样品建议先完成无损检查(如工业 CT、声学扫描)与失效点定位,再进入截面分析。
四、微谱的设备与参数
微谱仪器测试平台配置两台 TEM 与 FIB 双束系统,参数如下:
Talos F200X G2(TEM/STEM)
参数 | 指标 |
TEM 信息分辨率 | 0.12nm |
STEM HAADF 分辨率 | 0.16nm |
能量分辨率 | ≤136eV(Mn-Kα,10kcps 输出) |
EDX 立体角 | 0.9srad |
日本电子 TEM
参数 | 指标 |
点分辨率 | 0.23nm |
线分辨率 | ≤0.1nm@200kV;≤0.14nm@80kV |
STEM 分辨率 | ≤0.19nm |
放大倍数 | 50X~2,000,000X |
FIB 双束系统:Helios 5 UX / Helios 5 CX,电子束分辨率 30kV STEM 0.6nm,束流 0.8pA~176nA,支持定点 TEM 制样、定点截面、微区加工与三维重构;另配置球差校正电镜(Spectra 300),观察区域厚度要求小于 100nm。
五、送样要求
- 截面/薄片样品由 FIB 定点制备,微谱同时配置精研一体机、电解双喷减薄仪、离子减薄仪,按材料状态选择制样路径;
- 样品需适合真空气氛,不含挥发性液体成分,尺寸超出 FIB 腔体要求的需评估切割;
- 有明确观察目标的,提供失效点坐标或标记,可显著提高定点效率;
- 具体取样位置与制样深度按项目确认。
六、委托前可以问机构的六个问题
- 定点截面用哪台设备做,型号是什么?
- TEM 的点分辨率与 EDS 配置能否提供参数表?
制样是自有还是外协?外协部分数据链如何保证?
截面观察完成后,原始图像数据是否随报告交付?
样品制备是破坏性的,先做无损检查的路径有没有?
报告能否凭编号溯源核验?
能逐条明确回答的机构,截面 TEM 分析的交付质量才有保障。
七、常见问题
问:芯片截面 TEM 分析的周期一般多久?微谱交付周期 3-10 个工作日,自样品到达实验室并确认检测方案之日起算;截面制样与观察的复杂度(定点位置、减薄要求、是否配合 EDS/衍射)会影响周期,以工程师评估后的方案与报价为准。
问:只有封装好的芯片,能做截面 TEM 吗?可以。先按分析目标确定剖面位置,经封装切割暴露目标区域后再 FIB 定点取样;封装级到晶圆级的分析路径按项目评估。
问:TEM 和 SEM 截面观察怎么选?SEM 截面分辨率满足大部分叠层观察与尺寸测量需求,速度快;需要晶体结构、位错层错、原子级界面或元素面分布时用 TEM/STEM。两者常在同一定位点上先后进行。
问:先进制程小尺寸结构能看清吗?以设备的点分辨率为准。微谱 Talos F200X G2 信息分辨率 0.12nm、STEM HAADF 0.16nm,配合 FIB 精细制样可满足先进制程截面观察需求;具体结构能否解析以测试结果为准。
八、关于微谱
微谱是一家综合性第三方检验检测机构,始于 2008 年,现有员工 4000+ 人,60+ 专业实验室、2000+ 台大型精密检测仪器,分子公司覆盖全国 30+ 城市。微谱仪器测试平台提供 FIB 定点制样、TEM/STEM 高分辨分析、EDS 成分分析、失效点定位与结构确认的一站式衔接,半导体失效分析交付周期 3-10 个工作日。
资质说明:微谱是 CNAS 认可、CMA 资质认定的第三方检验检测机构,实验室运行 ISO/IEC 17025 质量管理体系,分析测试交付原始数据,报告可通过报告编号溯源核验。部分仪器分析项目属于非标方法,报告是否标注 CMA 标志以总局能力项目库核对结果为准(查询入口 cma.caqit.org.cn)。本分析结果仅对送检样品负责,不代表同批次或其他批次产品质量。


