Электрон Ченнелинг Контрастность изображений для быстрого III-V гетероэпитаксиального Характеристика

Краткое содержание

Описано использование электронно-канальной контрастной визуализации в сканирующем электронном микроскопе для характеристики дефектов в гетероэкспитакиальных тонких пленках III-V/Si. Этот метод дает результаты, аналогичные просвечивающей электронной микроскопии, но за значительно меньшее время из-за отсутствия необходимой пробоподготовки.

Аннотация

Смещения в гетероэпитаксиальных слоях GaP, выращенных на подложках Si(001), характеризуются с помощью контрастной визуализации с электронным каналом (ECCI) в сканирующем электронном микроскопе (SEM). ECCI позволяет визуализировать дефекты и кристаллографические особенности в определенных дифракционных условиях, аналогично тому, как это возможно с помощью просвечивающей электронной микроскопии (PV-TEM). Особое преимущество метода ECCI заключается в том, что он практически не требует подготовки образцов и действительно может использовать образцы большой площади, что делает его значительно более высокопроизводительным методом определения характеристик, чем TEM. Как и в случае с ПЭМ, различные дифракционные условия могут быть получены с помощью ECCI путем наклона и вращения образца в СЭМ. Эта возможность позволяет выборочно визуализировать определенные дефекты, такие как смещения на границе GaP/Si, с высоким уровнем контрастности, который определяется стандартными критериями невидимости. Описан пример применения этого метода, в котором визуализация ECCI используется для определения критической толщины для зарождения дислокаций GaP-on-Si путем визуализации ряда образцов с различной толщиной эпислоя GaP. Приводятся примеры микрофотографий ECCI дополнительных типов дефектов, включая дислокации резьбы и ошибку укладки, в качестве демонстрации его широкой, TEM-подобной применимости. В конечном счете, сочетание TEM-подобных возможностей – высокого пространственного разрешения и богатства микроструктурных данных – с удобством и скоростью SEM позиционирует ECCI как мощный инструмент для быстрой характеризации кристаллических материалов.

Введение

Подробная характеристика кристаллических дефектов и микроструктуры жизненно важный аспект полупроводниковых материалов и исследований, поскольку устройства таких дефектов может оказывать существенное негативное влияние на производительность устройства. В настоящее время, электронная микроскопия (ПЭМ) является наиболее широко распространен и используется методика детальной характеристики протяженных дефектов - дислокаций, дефектов упаковки, двойников, антифазных доменов и т.д., - потому что она позволяет напрямую изображений самых разнообразных дефектов с достаточно Пространственное разрешение. К сожалению, ТЕА принципиально низкой пропускной подход из-за длительных в....

Протокол

Этот протокол был написан с предположением, что читатель будет иметь рабочую понимания стандартной операции SEM. В зависимости от производителя, модели и даже версии программного обеспечения, каждый СЭМ может иметь значительно различные аппаратные и / или программные интерфейсы. То же самое можно сказать и по отношению к внутренней конфигурации прибора; Оператор должен быть осторожен и наблюдательный, когда после этого протокола, так как даже относительно небольшие изменения в размер выборки / геометрии, образец ориентации (наклон, поворот), и рабочее расстояние может представлять опасность для контакта с полюсов кусок, особенно если не eucentric высоте. Инструкции, ....

Результаты

GaP / Si образцы для исследования были выращены металла химическое осаждение из паровой фазы (MOCVD) в Aixtron 3 × 2 моноблочном душ реактора следующей гетероэпитаксиального процесса авторов сообщалось ранее. ¹⁷ Все наросты были выполнены на 4 дюйма (Si 001) с намеренным разориентации (обрезков) 6 ° к [110]. Все изображения ИККИ была выполнена в качестве выращенных образцов без дополнительной пробоподготовки бы то ни было (кроме расщепления, чтобы получить примерно 1 см х 1 см кусочки для загрузки в SEM).

Обсуждение

Ускоряющее напряжение 25 кВ был использован в данном исследовании. Ускоряющее напряжение будет определять глубину проникновения электронного пучка; с высшим ускоряющего напряжения, будет БФБ сигнал, поступающий с больших глубин в образце. Высокая ускоряющее напряжение было выбрано для этой системы, потому что она позволяет видимость дислокаций, которые далеко от поверхности образца, похороненных на границе. Другие типы дефектов / функции могут быть более или менее видимым при различных ускоряющих напряжений в зависимост.......

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Sirion Field Emission SEM	FEI/Phillips	516113	Field emission SEM с диапазоном напряжения луча 200 В - 30 кВ, оснащенный детектором обратного рассеяния электронов
Образец представляет интерес	Произведен внутри компании		Синтезирован/выращен на собственном производстве с помощью MOCVD
PELCO SEMClip	Ted Pella, Inc.	16119-10	Многоразовый, неклейкий корешок для образца SEM (клейкое крепление также подойдет)