走査電子顕微鏡 - カソードルミネッセンス(SEM-CL)

カソードルミネッセンス(CL)は、高エネルギー電子(陰極線)と発光材料との相互作用によって生成される、可視光(VIS)から近赤外光(NIR)までの範囲の電磁放射または光です。 放出される光は、サンプルの光学的および電子的特性に関する非常に具体的な情報を伝達します。

可視光を収集する特殊な 走査型電子顕微鏡(SEM)、可視光を収集し、対応するサンプル構造(SE)とCL発光マップをサブマイクロメートルの分解能で同時に取得できます。 場合によっては、CLの空間分解能は30〜50nmにもなります。 CLマッピングは、断面(XS)または平面図(PV)の両方で実行して、サンプルの局所的な組成、ドーピング、構造、および欠陥をすべて非常に高い空間分解能で特徴付けることができます。

SEM-CLの理想的な使用法

  • 材料の特性評価–結晶欠陥、バンドギャップの決定、バンドギャップ内のトラップ状態、組成、ドーパント
  • 半導体故障解析–より深い故障解析(FA)のためのデバイス内の欠陥の位置特定

強み

  • 材料の光学的および電子的特性に関する高度にローカライズされた情報を提供します。
  • 電気接続は不要

制限事項

  • 発光材料が必要 - 半導体、ポリマー、絶縁体、金属フォトニック構造
  • より小さなサンプルが必要で、直径1インチを超える完全なウェーハは不要–高さ制限3 mm
  • 大量の地形、特に不均一な表面粗さは、CLの収集とコントラストの解釈をより困難にする可能性があります。 滑らかなサンプルが好ましい
  • 分析の前に、デバイスの表面にある厚い(μms)金属接点を取り除く必要があります。 これは、注意深い化学エッチングによって、または特定の領域で集束イオンビーム(FIB)によって行われることがよくあります。
  • 局在化ドーパントの特性評価は可能ですが、標準の慎重な選択が必要です

SEM-CL技術仕様

  • 検出された信号:同時二次電子(SE)とカソードルミネッセンス(CL)
  • 検出された波長:250 nm – 1500 nm
  • 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20〜500nmの範囲で変化します

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