Laser Scanning Microscopy를 사용하여 몰리브덴 디실리사이드의 일렉트로마이그레이션 측정

내 연구 범위는 이규화 몰리브덴의 전기 이동 현상을 결정하고 테스트 중인 라인의 길이와 캡슐화 재료와 같은 영향 요인을 살펴보는 것입니다. 현재의 실험 과제는 이 방법을 더 높은 온도로 확장하는 데 있습니다. 다른 기술과 비교하여 우리의 프로토콜은 레이저 스캐닝 현미경을 사용합니다. 다른 기술은 일반적으로 주사 전자 현미경을 사용합니다. 주사 전자 현미경을 사용한 측정의 경우 일반적으로 측정된 활성화 에너지와 측정된 유효 이온 전하에 영향을 미칠 수 있는 샘플 준비가 있으므로 우리의 경우 이러한 정교한 샘플 준비가 필요하지 않습니다. 이것은 또한 더 빨라집니다. 고온에서 이규화 몰리브덴의 유효 이온 전하를 조사하고, 고온에서 이규화 몰리브덴의 활성화 에너지와 다양한 도펀트 종을 도핑한 도핑되지 않은 이규화 몰리브덴의 활성화 에너지를 조사하는 데 중점을 둘 것이며, 다양한 재료에서 인위적으로 생성된 공극의 변화도 살펴볼 것입니다.

[강사] 시작하려면 레이저 스캐닝 현미경을 켜고 측정 및 분석 소프트웨어를 엽니다. 적절한 샘플 홀더를 사용하여 스캔하는 동안 현미경 스테이지에 고정된 상태로 유지되도록 샘플을 고정합니다. 정확한 전류원과 전기 연결에 필요한 전선을 준비하고 현미경 스테이지의 높이를 조정하십시오. 이제 레이저 스캐닝 현미경 아래의 샘플 홀더에 샘플을 배치합니다. 샘플을 현미경 테이블과 평행하게 정렬하고 측정 중 움직임을 방지하기 위해 제자리에 고정합니다. 설정에 따라 전류 소스의 전기 콘센트를 샘플 또는 샘플 홀더에 연결합니다. 광학 검사를 통해 본드 와이어가 여전히 샘플에 부착되어 있는지 확인합니다. 대물 렌즈와 샘플 사이의 높이 차이를 조정하여 가장 낮은 배율의 대물 렌즈를 사용하여 관심 영역에 초점을 맞춥니다. 수동 초점을 사용하거나 측정 소프트웨어의 관찰 창에서 자동 초점을 클릭합니다. 대물 렌즈를 더 높은 배율로 변경하고 관심 영역에 다시 초점을 맞춥니다. 관측 창에서 관심 영역이 150X와 같은 가장 높은 배율로 명확하게 보일 때까지 이 프로세스를 계속합니다. 도구, 측정 및 평균 개수를 4로 설정한 다음 옵션을 클릭한 다음 자동 저장을 클릭하고 저장 대상 폴더를 선택하고 파일 이름 접두사와 샘플을 입력한 다음 확인을 클릭합니다. 측정 창을 열고 전문가 모드를 선택한 다음 측정 설정을 선택한 다음 표면 프로파일, 초미세 2048 x 1536 및 높은 정확도를 선택합니다. 대물 렌즈와 샘플 사이의 거리를 늘리려면 창에서 전체 표면이 검은색으로 나타날 때까지 위쪽 화살표를 클릭한 다음 상단 POS 설정을 클릭합니다. 그런 다음 전체 표면이 보일 때까지 아래쪽 화살표를 사용하여 거리를 줄이고 표면이 다시 검게 변할 때까지 계속한 다음 하위 POS 설정을 클릭합니다. 자동 게인을 클릭한 다음 측정 시작을 클릭하여 표면 스캔을 시작합니다. 대물렌즈와 샘플 사이의 거리를 최대 1cm까지 몇 밀리미터씩 늘려 샘플에 스트레스를 가하기 전에 레이저의 초점을 흐리게 합니다. 전류 밀도 및 시간과 같은 미리 결정된 조건을 사용하여 전류 응력을 적용한 다음 지정된 시간이 지나면 전류 흐름을 중지합니다. 전류 응력을 가한 후 3-5분 후에 샘플이 실온으로 돌아올 때 레이저 스캐닝 현미경을 관심 영역에 초점을 맞춥니다. 온도 변화로 인한 표면 측정에 드리프트가 없는지 확인하기 위해 샘플이 더 이상 자체적으로 초점을 이동하지 않을 때까지 초점을 계속 맞춥니다. 이전에 사용한 것과 똑같은 설정을 사용하여 현재 스트레스 이전에 스캔한 것과 동일한 영역을 스캔합니다. 분석 소프트웨어를 열고 파일 및 열기를 클릭한 다음 올바른 파일을 찾습니다. 파일이 이미 열려 있는 경우 프로세스 이미지를 선택한 후 샘플의 기울기 수정을 진행하고 기울기 수정을 선택하여 기울기 보정 창을 시작합니다. 보정 창에서 디스플레이 이미지를 레이저 플러스 광학으로 설정하고 보정 방법 평면 기울기 3점을 선택하여 이미지에 3점을 표시합니다. 각 선의 대부분이 배경에 오도록 안내선을 이동하고 관심 영역에 가까운 세 점을 조정합니다. 그런 다음 단면에서 두 개의 직선으로 표시되는 평면이 배경과 정렬되도록 세 점을 이동합니다. 오프셋 높이 0 데이터를 조정하지 않음 및 높이 범위 자동 조정을 선택한 다음 실행을 클릭한 다음 닫기를 클릭하여 수정을 적용합니다. 트리밍 창을 열려면 이미지 처리 및 트리밍을 클릭합니다. 관심 영역에 따라 트리밍 너비와 높이를 선택하고 전체 관심 영역을 포함하도록 선택 사각형을 조정합니다. 수정 및 트리밍된 이미지를 저장하고 파일을 클릭하고 올바른 파일을 찾습니다. 3차원 정보를 유지하면서 관심 영역을 내보내려면 파일을 클릭한 다음 출력 3D CAD 데이터를 클릭하여 출력 매개변수 창을 엽니다. 건너뛰기 양을 1로, 실제 숫자 표시 정확도를 10으로, XY 확대/축소 비율을 X1로 설정하고 높이를 100%로 높인 다음 표면을 선택하고 설정을 클릭하여 설정을 확인합니다. 고유하게 레이블이 지정된 데이터를 저장할 점 그룹 데이터를 선택합니다. 내보내기가 완료되면 확인 창이 나타납니다. 평가판 소프트웨어 및 패키지의 버전을 엽니다. 프로그램을 시작하려면 화살표 아이콘을 클릭합니다. 열기를 클릭하고 적절한 저장 경로를 선택한 후 ASC 파일이 포함된 폴더로 이동합니다. 선택 목록에서 올바른 샘플 이름을 사용하여 ASC 파일을 프로그램에 로드합니다. 영역 옵션이 선택되어 있는지 확인한 다음 교차를 클릭한 다음 영역을 클릭합니다. 마우스를 사용하여 기판 표면에서 직사각형을 선택하여 높이에 대한 배율을 정의합니다. 관심 영역 이미지 옆에 위치한 현재 스트레스 전후의 두 높이 히스토그램을 검사하고 두 히스토그램이 정규 분포로 유사하게 나타나도록 선택을 조정합니다. 이제 배경으로 표시된 0 버튼을 클릭하여 이 높이를 배경 수준으로 설정합니다. 테스트 중인 선 맨 위에 있는 평평한 단면에서 두 번째 직사각형을 선택합니다. 다시 히스토그램을 검사하고 조정하여 정규 분포를 보이고 가능한 한 유사하게 보이도록 합니다. 테스트 아래의 선을 클릭한 다음 확인을 클릭하여 이 높이 값을 저장합니다. 그런 다음 화살표 아이콘을 다시 클릭하여 프로그램을 다시 실행합니다. 단일 언덕의 가장자리 근처에 직사각형을 그리거나 IMG 비교라고 표시된 이미지에서 마우스 왼쪽 버튼을 사용하여 공백을 그립니다. 완화된 자르기(예: 완화된 자르기)라고 표시된 이미지와 같이 확대된 이미지를 사용하여 구조물의 테두리와 밀접하게 일치하도록 직사각형을 조정합니다. 사각형이 언덕 또는 공극을 정확하게 둘러싸도록 선택한 영역을 미세 조정합니다. 마지막으로 IMG compare 옆에 있는 저장 버튼을 클릭하여 픽셀 합계를 기준으로 적분 부피를 저장합니다. 전류 응력 후에 형성된 언덕은 일반적으로 약 190나노미터의 높이를 보였고, 명확하게 감지할 수 있는 가장 작은 언덕은 34나노미터, 측면 치수는 약 1마이크로미터였습니다. 전기 이동 부피는 플롯의 지수 추세선에서 볼 수 있듯이 테스트 중인 선의 길이에 따라 증가했습니다. 전기이동된 부피는 전류 밀도가 높을수록 증가했으며, 고온 산화규소를 캡슐화하는 두 가지 다른 두께는 전기이동에 대해 서로 다른 시작 지점을 보였습니다. 평방 미터당 10암페어의 2.56 곱 10의 낮은 전류 밀도에서 사용 가능한 데이터는 라인 길이가 증가함에 따라 전기 이동 부피의 증가 추세를 보여주었습니다.