電子ビーム誘起電流(EBIC)

EBIC(電子ビーム誘起電流)は 走査型電子顕微鏡(SEM)ベースの半導体デバイスに利用される技術です。 カソードルミネッセンス(CL)と同様に、この手法はSEMの高エネルギー電子ビームによる電子 - 正孔対(EHP)の生成に依存しています。 EBICは、デバイスのp側とn側の間に接続された高感度ピコアンメータを使用して、平面図(PV)または断面図 (XS) のいずれかで電子ビームがサンプルを横切ってスキャンされるときに流れる電流(EBIC)を測定します。その場合、EBIC信号の強度は、p − n接合の周りの内蔵電界の強度に対応します。再結合サイトとして振舞う欠陥は著しく低いEBICシグナルをします。

典型的には、EBICおよび二次電子(SE)信号の両方が同時に捕捉され、地形情報および/または組成情報と共にEBICの相補的な空間マップを提供します。 EBICは、平面(PV)、断面(XS)SEM,走査型透過電子顕微鏡(STEM)などの故障解析(FA)手法と同様に、2-50nmの精度で大面積 (mm100)デバイスの隠れた電気的に活性な欠陥を見つけるための非常に効果的な手法です。

さらに、電子ビーム誘起電流を利用して、発光ダイオード(LED)、垂直共振器型面発光レーザー(VCSEL)、および端面発光レーザーに見られるような複雑なヘテロエピタキシャル構造内のpn接合の垂直位置を定量的に決定することができます。 場合によっては、少数キャリア拡散長の推定値も同じ定量的XS-EBICデータから計算することができます。

EBICの理想的な使用法

  • 半導体故障解析 - ディープFAのための欠陥位置特定
  • デバイスの特性評価 - 接合位置と少数キャリア拡散長

強み

  • 大面積デバイスの他の部分に隠れた局所的な障害サイトを見つけるのが得意
  • XSにおけるpn接合位置の決定

制限事項

  • サンプルにPN接合が存在している必要があります
  • 許容最大リーク電流は10uAのオーダーです。そうでなければEBICデータは使用可能な分析にはノイズが多すぎる可能性があります。

EBIC技術仕様

  • 検出された信号:電子ビーム誘起電流(EBIC)
  • イメージング/マッピング: はい
  • 横方向の解像度:通常、SEM条件およびサンプル組成/トポロジーに応じて20 nm〜500nmの範囲で変化します

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