Name: Bir Tarama Elektron Mikroskobu tarafından Yarıiletken Malzemelerin Genişletilmiş Kusur Kapsamlı Karakterizasyonu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-05-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 14 s
Description: Öğrenin, tarama elektron mikroskobu ile yarıiletken malzemelerdeki genişletilmiş kusurların optik, elektriksel ve yapısal özelliklerini nasıl karakterize edeceğinizi. Bu yöntemler mikroelektronik cihazların performansını anlamak için kritik öneme sahiptir.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Alman Araştırma Vakfı'nın (DFG) 1621 Araştırma Eğitim Grubu çerçevesinde bu çalışmaya verdiği destek, Paul Chekhonin tarafından minnetle kabul edilmektedir. Tüm yazarlar, sıvı faz yeniden kristalleşmesini gösteren elektron ışını ile işlenmiş Si örneklerini sağladığı için Dietmar Temmler'e (Fraunhofer FEP Dresden) minnettardır. SEM ekipmanı ve EBSD kurulumu için rakamların hazırlanması için Stefan Saager ve Jakob Holfeld'e özel teşekkür ederiz. Ayrıntılı tartışmalar ve bu çalışmadaki yardımları için Michael Stavola'ya teşekkür ederiz.

<ol><li>Alexander, H. Chapter 6, Dislocations. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAlexander%2C+H+%22Electronic+Structure+and+Properties+of+Semiconductors%22">Electronic Structure and Properties of Semiconductors</a>. Schröter, E. , Materials Science and Technology; 4. VCH Basel. 249-319 (1991).</li>
<li>Mahajan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defects+in+semiconductors+and+their+effects+on+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Mater%22%5BJournal%5D)">Defects in semiconductors and their effects on devices.</a> Acta Mater. 48, 137-149 (2000).</li>
<li>Holt, D. B., Yacobi, B. G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHolt%2C+DB+%22Extended+Defects+in+Semiconductors-+Electronic+Properties%2C+Device+Effects+and+Structures%22">Extended Defects in Semiconductors- Electronic Properties, Device Effects and Structures</a>. , Cambridge University Press. (2007).</li>
<li>Hornstra, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Models+of+grain+boundaries+in+the+diamond+lattice%5BTitle%5D)+AND+%22Physica%22%5BJournal%5D)">Models of grain boundaries in the diamond lattice.</a> Physica. 25 (1-6), 409-422 (1959).</li>
<li>Randle, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crystallographic+characterization+of+planes+in+the+scanning+electron+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Charact%22%5BJournal%5D)">Crystallographic characterization of planes in the scanning electron microscope.</a> Mater. Charact. 34 (1), 29-34 (1995).</li>
<li>Wilkinson, A. J., Meaden, G., Dingley, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+elastic+strain+measurement+from+electron+backscatter+diffraction+patterns%3A+New+levels+of+sensitivity%5BTitle%5D)+AND+%22Ultramicroscopy%22%5BJournal%5D)">High-resolution elastic strain measurement from electron backscatter diffraction patterns: New levels of sensitivity.</a> Ultramicroscopy. 106 (4-5), 307-313 (2006).</li>
<li>Wilkinson, A. J., Meaden, G., Dingley, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+resolution+mapping+of+strains+and+rotations+using+electron+backscatter+diffraction%3A+New+levels+of+sensitivity%5BTitle%5D)+AND+%22Ultramicroscopy%22%5BJournal%5D)">High resolution mapping of strains and rotations using electron backscatter diffraction: New levels of sensitivity.</a> Ultramicroscopy. 106 (4-5), 307-313 (2006).</li>
<li>Drozdov, N. A., Patrin, A. A., Tkachev, V. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recombination+radiation+on+dislocations+in+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22JETP+Lett%22%5BJournal%5D)">Recombination radiation on dislocations in silicon.</a> JETP Lett. 23 (11), 597-599 (1976).</li>
<li>Dean, P. J., Williams, G. M., Blackmore, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+type+of+optical+transition+observed+in+MBE+grown+CdTe%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Novel type of optical transition observed in MBE grown CdTe.</a> J Phys. D: Appl. Phys. 17 (11), 2291-2300 (1984).</li>
<li>Nacke, M., Allardt, M., Chekhonin, P., Hieckmann, E., Skrotzki, W., Weber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigations+on+residual+strains+and+the+cathodoluminescence+and+electron+beam+induced+current+signal+of+grain+boundaries+in+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Investigations on residual strains and the cathodoluminescence and electron beam induced current signal of grain boundaries in silicon.</a> J. Appl. Phys. 115 (16), 163511-1-163511-8 (2014).</li>
<li>Ikeda, K., Sekiguchi, T., Ito, S., Suezawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EBIC+and+Cathodoluminescence+Study+of+the+Bonded+Silicon+Wafers%5BTitle%5D)+AND+%22Solid+State+Phenom%22%5BJournal%5D)">EBIC and Cathodoluminescence Study of the Bonded Silicon Wafers.</a> Solid State Phenom. 63-64, 481-488 (1998).</li>
<li>Sekiguchi, T., Ito, S., Kanai, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cathodoluminescence+study+on+the+tilt+and+twist+boundaries+in+bonded+silicon+wafers%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Sci.+Eng.+B%22%5BJournal%5D)">Cathodoluminescence study on the tilt and twist boundaries in bonded silicon wafers.</a> Mater. Sci. Eng. B. 91-92 (4), 244-247 (2002).</li>
<li>Lee, W., Chen, J., Chen, B., Chang, J., Sekiguchi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cathodoluminescence+study+of+dislocation-related+luminescence+from+small-angle+grain+boundaries+in+multicrystalline+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Cathodoluminescence study of dislocation-related luminescence from small-angle grain boundaries in multicrystalline silicon.</a> Appl. Phys. Lett. 94, 112103(2009).</li>
<li>Donolato, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+beam+induced+current+characterization+of+grain+boundaries+in+polycrystalline+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Theory of beam induced current characterization of grain boundaries in polycrystalline solar cells.</a> J. Appl. Phys. 54 (3), 1314-1322 (1983).</li>
<li>Kittler, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regular+Dislocation+Networks+in+Silicon+as+a+Tool+for+Nanostructure+Devices+used+in+Optics%2C+Biology%2C+and+Electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Regular Dislocation Networks in Silicon as a Tool for Nanostructure Devices used in Optics, Biology, and Electronics.</a> Small. 3 (6), 964-973 (2007).</li>
<li>Kveder, V., Kittler, M., Schröter, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recombination+activity+of+contaminated+dislocations+in+silicon%3A+A+model+describing+electron-beam-induced+current+contrast+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Recombination activity of contaminated dislocations in silicon: A model describing electron-beam-induced current contrast behavior.</a> Phys. Rev. B. 63, 115208(2001).</li>
<li>Higgs, V., Lighthowlers, E. C., Norman, C. E., Kightley, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterisation+of+dislocations+in+the+presence+of+transition+metal+contamination%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Sci.+Forum%22%5BJournal%5D)">Characterisation of dislocations in the presence of transition metal contamination.</a> Mater. Sci. Forum. 83-87, 1309-1314 (1992).</li>
<li>Donolato, C., Bell, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+grain+boundaries+in+polycrystalline+solar+cells+using+a+computerized+electron+beam+induced+current+system%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Characterization of grain boundaries in polycrystalline solar cells using a computerized electron beam induced current system.</a> Rev. Sci. Instrum. 54 (8), 1005-1008 (1983).</li>
<li>Wilkinson, A. J., Meaden, G., Dingley, D. J. chap. 17, Mapping Strains Using Electron Backscatter Diffraction. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWilkinson%2C+AJ+%22Electron+Backscatter+Diffraction+in+Material+Science%22">Electron Backscatter Diffraction in Material Science</a>. Schwartz, A. J., Kumar, M., Adams, B. L., Field, D. P. , 2nd Edition, Kluwer Academics/Plenum Publishers. New York. 231-249 (2009).</li>
<li>Childs, G. B., Ericks, L. Y., Powell, R. W. National Bureau of Standards. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aChilds%2C+GB+%22Thermal+Conductivity+of+Solids+at+Room+Temperature+and+Below%3A+A+Review+and+Compilation+of+the+Literature%22">Thermal Conductivity of Solids at Room Temperature and Below: A Review and Compilation of the Literature</a>. , 
 <a target="_blank" href="http://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc13173/m1/1">http://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc13173/m1/1</a> (1973).</li>
<li>Yacobi, B. G., Holt, D. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aYacobi%2C+BG+%22Cathodoluminescence+Microscopy+of+Inorganic+Solids%22">Cathodoluminescence Microscopy of Inorganic Solids</a>. , Plenum Press. New York. (1990).</li>
<li>Everhart, T. E., Hoff, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+Kilovolt+Electron+Energy+Dissipation+vs+Penetration+Distance+in+Solid+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Determination of Kilovolt Electron Energy Dissipation vs Penetration Distance in Solid Materials.</a> J. Appl. Phys. 42 (13), 5837-5846 (1971).</li>
<li>Zaefferer, S., Elhami, N. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+and+application+of+electron+channelling+contrast+imaging+under+controlled+diffraction+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Mater%22%5BJournal%5D)">Theory and application of electron channelling contrast imaging under controlled diffraction conditions.</a> Acta Mater. 75, 20-50 (2014).</li>
<li>Schulze, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchulze%2C+G+%22Metallphysik%22">Metallphysik</a>. , Akademie Verlag. Berlin. (1967).</li>
<li>Jiang, J., Britton, T. B., Wilkinson, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+intragranular+stresses+and+dislocation+densities+during+cyclic+deformation+of+polycrystalline+copper%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Mater%22%5BJournal%5D)">Evolution of intragranular stresses and dislocation densities during cyclic deformation of polycrystalline copper.</a> Acta Mater. 94, 193-204 (2015).</li>
<li>Inoue, M., Sugimoto, H., Tajima, M., Oshita, Y., Ogura, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microscopic+and+spectroscopic+mapping+of+dislocation-related+photoluminescence+in+multicrystalline+silicon+wafers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Sci.%3A+Mater.+Electron%22%5BJournal%5D)">Microscopic and spectroscopic mapping of dislocation-related photoluminescence in multicrystalline silicon wafers.</a> J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 19, 132-134 (2008).</li>
<li>Kato, G., Tajima, M., Toyota, H., Ogura, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polarized+photoluminescence+imaging+analysis+around+small-angle+grain+boundaries+in+multicrystalline+silicon+wafers+for+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn.+J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Polarized photoluminescence imaging analysis around small-angle grain boundaries in multicrystalline silicon wafers for solar cells.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 53, 080303(2014).</li>
<li>Tajima, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectroscopy+and+Topography+of+Deep-Level+Luminescence+in+Photovoltaic+Silicon%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+J.+Photov%22%5BJournal%5D)">Spectroscopy and Topography of Deep-Level Luminescence in Photovoltaic Silicon.</a> IEEE J. Photov. 4 (6), 1452-1458 (2014).</li>
<li>Yablon, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+and+mechanical+effects+of+frozen-in+stresses+and+strains+in+optical+fibres%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+J.+Sel.+Top.+Quant%22%5BJournal%5D)">Optical and mechanical effects of frozen-in stresses and strains in optical fibres.</a> IEEE J. Sel. Top. Quant. 10 (2), 300-311 (2004).</li>
<li>Herring, R., Norouzpour, M., Saitoh, K., Tanaka, N., Tanji, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+three-dimensional+strain+state+in+crystals+using+self-interfered+split+HOLZ+lines%5BTitle%5D)+AND+%22Ultramicroscopy%22%5BJournal%5D)">Determination of three-dimensional strain state in crystals using self-interfered split HOLZ lines.</a> Ultramicroscopy. 156, 37-40 (2015).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

SEM yarı iletken malzeme genişletilmiş hatayı tespit etmek için hem de ccEBSD, CL ve EBIC araştırmalar uygulanmasıyla da yapısal, optik ve elektriksel özelliklere karakterize imkanı sunar. Genel olarak, aynı numune üzerinde aynı anda tüm üç yöntem gerçekleştirmek mümkün değildir. Makul bir sırayla yapıldığında Ancak, farklı tamamlayıcı soruşturma yöntemleri ile elde edilen sonuçların bir arada, genişletilmiş hasar sebebiyle fiziksel etkilerinin doğası daha derin bir anlayışa yol açar. genişletilmiş kusurların optik özellikleri hakkında bilgi veren CL ölçümleri için, protokolde kritik bir adımdır örnek konumlandırma prosedürü iyi sağlayan indiyum folyo ısıtma sırasında dolayı numunenin kusurların istenmeyen tavlama (adım 1.6) (olduğu numune tutucu ile numunenin termal ve elektriksel temas). Önerilen yönteme alternatifOda sıcaklığında iletken gümüş macun ile numune tutucu üzerine numuneyi monte etmektir. Bununla birlikte, deneyim macun içinde organik çözücünün SEM tarama sırasında numune yüzeyi üzerinde C-kirlenmesine neden olduğu bilinmektedir. kirlenme CL görüntülerinin kalitesini yanı sıra EBSD kırınım desenleri alçaltır. Ayrıca, adım 4.21 silikon parlaklık yoğunluğunun ani yükselişi örnek soğutma aşağı sırasında oluşabilecek özel dikkat gerektirir. Bu fotomultiplier performansını zarar verebilir. Ön ayna hizalama içinde RT&#39;de bir test numunesi üzerinde gerçekleştirilmiştir çünkü Aksine, gerçek numune için beklenmedik düşük parlaklık yoğunluğunun durum için, bir ışık toplama ayna (protokol numaralı 4.23) ayarını artırmak için çalışmalısınız dalga boyunun biraz daha farklı bir dizi. Yöntemin enstrümantal sınırlamaları ile ilgili olarak, bir hesaba alması gerektiğini çok düşük temperat denumune ile aşamasında sadece araştırılmaktadır numune alanı sınırlayan x ve y-yönlerinde ± 5 mm ile hareket ettirilebilir etmiş olur. Bu sınırlama, geçiş borusunun gevrek kırılma tehlikesi kaynaklanmaktadır. 1.1 ve 1.2 de verilen kriyo-deneyler için örnek boyutları da deneysel koşullar ile sınırlıdır. Bu nedenle örneklerin yüzey alanı ısı dağıtma tertibatı üzerine optimal bir termal teması sağlamak için numune tutucu boyutuna ayarlanmalıdır. silikon örneklerinin düşük tavsiye edilen kalınlık cryo-deneyler için numune sıcaklık gradyanı sınırlar. 200 um bir numunesi kalınlığı için, yüzey bölgesi birincil elektronlar için etkileşim hacminin merkezi ısı numune tutucusunun yüzeyinde ölçülen sıcaklık ile karşılaştırıldığında daha az 5 K artış olduğu bulunmuştur. yüksek tarama hızı ve adım 4.5 ve 4.17 serin aşağı prosedür için sadece önerilen düşük büyütme, inci sağlamakilgi e bölge temiz tutulur. Bunun nedeni SEM odasında kalan gaz yoğuşma tuzak olarak hareket örnek bölgelerin geri kalanı sıcaklığın üzerinde her zaman biraz bir sıcaklığı korur taramalı elektron ışını ile ısı transferi olduğunu. Genellikle, CL spektroskopi için adım 4.24 listelenen tüm parametrelerin ekipman listesine göre kurmak deneysel tarafından toplu silikon sözde D hattı luminescence ölçümü için optimize edilmiştir. lüminesans araştırmalar diğer yarı iletken malzemeler üzerinde yapılacak ise parametreler adapte olmak zorunda. gözlenen lüminesans enerji bölgesi bağımsız olarak bütün bir rekombinasyon hacminde ışınımsal rekombinasyon süreçlerden geçen ışık da ayna ile toplanır ve çünkü ışık toplama aynasından CL ölçümleri sonuçları bir başka sınırlaması gelen gri değerini belirler atama olan CL görüntü pikselÖrnek yüzey üzerinde elektron ışını konumuna ed. (Uyarma hacmine karşılaştırılabilir) rekombinasyon hacmi çapı bile düşük büyütmede piksel boyutundan daha büyük olduğundan, bu etki bu nedenle, uzaysal çözünürlüğü sınırlar, lüminesans sinyalinin bir mekansal bulaşmasını neden olur ve. Bununla birlikte, CL soruşturma orta spektral çözünürlükte mono veya pankromatik lüminesans yerel dağılımının bir görüntüleme sağlayan ve bir yüksek spektral çözünürlüğe vermek için fotolüminesans soruşturma ile kombine edilebilir. Alternatif bir deneysel yöntem ölçümleri CL olarak son, çıkık ilgili fotolüminesans mikroskobik ve spektroskopik haritalama Tajima ve işçiler 26 grup tarafından önerilmiştir. fotolüminesans haritalama uzaysal çözünürlüğü CL görüntülerde açıkça daha düşüktür, ancak fotoluminesans araştırmalar ayrıca derin seviye emisyon bant Corre kutuplaşmasını veriyorçıkıklar yonunun büküm ve eğim yapıları 27,28 ile LAGBs belirlenecek. genişletilmiş kusurların elektriksel özellikleri içgörü vermek EBIC soruşturma, söz konusu olduğunda, bir karşılaştırılabilir mekansal çözünürlüğe sahip yarıiletken malzemelerde yerel değişen yük toplama verimliliği görüntüleme için alternatif yöntemler vardır. Bununla birlikte, EBIC ölçümleri için, kritik adımlar protokolde almaktadır. Yani adım 5.13 yılında, azalan sıcaklıkla EBIC görüntüsünün değişimi genişletilmiş kusurların sıcaklığa bağlı özelliklerinden kaynaklandığı tahmin edilmektedir. Ancak, temasların kalitesi RT altındaki sıcaklıklarda değiştirebilir ve dolayısıyla EBIC görüntüsünü etkiler. Sıcaklık, çünkü siliko kartvizit ayırıcı tabaka, farklı ısıl genleşme katsayıları, n-tipi silikon halinde p-tipi halinde ve Au ile Al, uygun bir tabaka ile hazırlandı Schottky temas etkin alt tabaka. Bundan başka, bir galyum-indiyum ötektik yapılan ohmik kontak 160 K Normalde altındaki sıcaklıklarda stabil değildir, iletişim kalitesinin azaltılması neden güçlü büyük alanlar için EBIC sinyali azalmıştır. Bu durumda, iletişim yenilenmelidir. Oda sıcaklığında EBIC araştırmalar için, EBSD ölçümleri için iletişim, uygun bir taşıyıcı levha numunenin bağlanması ile yapılabilir de düşünülebilir. EBIC ölçümlerinin başka enstrümantal sınırlama örnek yüzeyi üzerinde temas ucu sahiplerinin Çıkıntılı neden olur. iletişim ucu tutucu ve WD en az 15 mm olmalıdır SEM kutup parçası arasında bir çarpışmayı önlemek için. uzatılmış kusurlar uzun menzilli zorlama alan tahmin etmek için de kullanılabilir ccEBSD araştırmalar için deneysel prosedür, aşağıdaki adımları kritiktir. Deneyin en zorlu kısmı numune hazırlama, özellikle son parlatma işlemi (psahip rotocol No 3.1) ek yüzey kusurlarının oluşumunu önlemek için dikkatli yapılmalıdır. Resim Kikuchi desen elde edilebilir ise, numune yüzeyinden genellikle kalitesi yeterli değildir. Ancak, plastik deformasyondan sonra yüzeyi üzerinde kayma çizgileri ile, silikon, tek kristallerden, iyi bir kırınım paterni ccEBSD değerlendirme prosedürü için uygun olan elde edilebilir. Bu numunelerin yüzey pürüzlülüğü, 500 nm&#39;ye kadar olan erim içindeki bir yükseklik farkına elde atomik kuvvet mikroskopi ile analiz edilmiştir. Bu nedenle, son derece yüksek iç suşları ya da amorf yüzey tabakaları bulanık difraksiyon yerine numune yüzeyinden kusurlu düzgünlüğü sorumlu olduğu görünmektedir. Bir başka konu arka kıyasla tutarlı dağınık elektronlardan düşük bir sinyal olabilir. Daha sonra, sabit hızlanma gerilimi ve / veya arka plan sinyalinin bir tam ölçekli bir tespite (Protokol Adım No. 6.12) en sonda akımının bir artışyararlı yeniden. Uzun süreli ccEBSD ölçüm sırasında numune hareketini en aza indirmek için mekanik örnek düzeltmek için tavsiye edilir (protokol numaralı 3.2). olay elektron ışını örnek yüzey göreceli eğim aşamasının tilt tarafından gerçekleştirilmektedir eğer ccEBSD araştırmaları için Enstrümantal sınırlamalar ortaya çıkabilir. nedeniyle kutup parçası ve oda duvarları ile bir çarpışma riskine örnek hareket için güçlü kısıtlamalar sonra vardır. Ayrıca, şiddetle nedeniyle numunenin hata, ilk olarak, dikey taramalar iç suşlar için büyük bir meblağ hatası var çünkü, (ve dolayısıyla SEM ekranda yatay olarak görünen) eğim eksenine paralel tek hat taramaları kullanılması tavsiye edilir tilt. İkinci olarak, EBSD sırasında yanal çözünürlük ona dik daha eğim ekseni boyunca yüksek (70 ° eğim için yaklaşık 3 faktör) &#39;dir. ccEBSD araştırmalardan Si için hesaplanan gerilme tensör bileşenlerinin değeri için alt sınırı hakkında2 x 10 rasgele hata olduğunu -4. Ek olarak ccEBSD tekniği referans noktasına atıfta veya farklı tahıllardan EBSD desenleri üst üste tane sınırları, çok yakın büyük kafes dönmeler (&gt; 4 °) varlığında uygulanamaz vurgulamak gerekir. streyn belirlenmesi uzaysal çözünürlüğü ile ilgili ccEBSD araştırmaların fiziksel sınırlama Örnek yatırma ekseni boyunca yaklaşık 50 nm olduğu tespit edilmiştir, elektron kırınımı aralığında kaynaklanmaktadır. İç suşların belirlenmesi için X-ışını kırınım deneyleri ile karşılaştırıldığında, bunun nedeni daha X-ışını μ kırınımı durumunda X-ışınlarının önemli ölçüde daha büyük bir etkileşim hacminin açık bir avantajdır. yarı iletken malzeme, bir polarscope izotropik kırılma indisi düzensizliklerin araştırılması dahili gerilimlerin saptanması için uygulanabilir, ancak bu yöntem uzaysal çözünürlüğü daha düşük olanbirkaç yüz 29 nm. kristaller mekansal çözülmüş üç boyutlu deformasyon durumunun belirlenmesi için alternatif bir yöntem yüksek dereceli Laue bölgeleri (HOLZ) hatlarının bölme dayanır. Bu yöntem, elektron interferometre 30 bir elektron biprism kullanarak bir transmisyon elektron mikroskobu (TEM) &#39;de gerçekleştirilmelidir. Bununla birlikte, SEM ccEBSD araştırmalarda aksine, TEM araştırması gevşetici etkisi nedeniyle iç suşları değişikliği örnek bir folyo hazırlık gerektirir. Bundan sonraki çalışmalarda, ccEBSD ölçümleri de düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilir. Bu, aynı genişletilmiş defekt, aynı zamanda aynı sıcaklıkta değil, sadece soruşturmayı yapısal, optik ve elektriksel özellikleri sağlayacaktır.

Bu kusurlar Yarıiletken malzemelerin 1-3 elektronik yapısı üzerinde bir etki genişletilmiş yıllardır bilinmektedir. elektronik cihazlar ve sensörler ve solar-hücre malzemesi olarak diğer uygulamaların performansı üzerinde genişletilmiş kusurları etkisi geniş deneysel ve kuramsal soruşturma altında. Bununla birlikte, genişletilmiş kusurların varlığı yarıiletkenlerin elektronik devletlerin hesaplanması için genel kabul görmüş bir teori vardır. Bu ideal kristal kafesin sapma durumunda ve aynı zamanda türleri ve genişletilmiş kusurları yapılandırması hakkında geniş çeşitlilik yanı sıra aralarında ve 0-dim içsel ve olası kombinasyonlara elektronik yapı hesaplamaları karmaşıklığı nedeniyle dışsal kusurlar. genişletilmiş kusurların ana tip çıkıklar (1 boyutlu kusurlar) ve tane sınırları (2 boyutlu kusurlar) bulunmaktadır. Aşağıda, cotaramalı elektron mikroskobu (SEM) gerçekleştirilebilir deneyler açısından uzatılmış kusurlar bu tip hem ncentrate. Burada sunulan deneysel yöntemler bu nedenle, yapısal, optik ve elektriksel genişletilmiş kusurları özellikleri ve genişletilmiş kusurları içeren yarı iletken malzemeler elektronik devletlerin dolaylı bilgi hakkında bilgi verir. kusur ilgili elektronik devletlerin kontrolü yarıiletkenlerin uygulama ve yarı iletken cihazların çalışması için merkezi bir konudur. genişletilmiş kusurların yapısal soruşturma için elektron backscatter kırınım (EBSD) tekniği uygulanabilir. Genellikle, bir EBSD ölçüm, her noktada sabit bir elektron ışını ile noktası eşlemesi ile gerçekleştirilir. EBSD daha sonra, tek kristalli materyal halinde ve kristalli malzemeler tanelerinin numunenin kristal kafesinin kristalografik yönlenmesi hakkında bilgi verir. for Kikuchi bantları ile oluşturulan deneysel olarak belirlenen kırınım desenleri var amaç malzemenin kristal uzay grubundan belirlenen taklit desenleri ile karşılaştırılarak analiz edilecek. oryantasyon verilerin değerlendirilmesi için yazılım komşu haritalama noktaları kristalografik koordinat sistemleri arasındaki misorientation açısını hesaplamak mümkün ise, aralarında tane sınırı tipi tespit edilebilir. misorientation açısı daha küçük 15 °, düşük açılı tane sınırı (LAGB) mevcut ise; aksi takdirde bu, yüksek açılı dane sınırı (HAGB) &#39;dir. HAGB tipi Σ -1 tesadüf kafes yatan örgü nokta fraksiyonudur onun Σ değeri ile karakterize edilir. Çok simetrik ikiz sınırı 4 Yani, Σ = 3 duruyor. Numune yüzeyinin iki düzlemde EBSD haritalama dönüşümlerin pozisyonları doğru bir bilgi, tane sınırı uçağın tipi w ile ölçülebilir isei Miller hkl da Randle 5 tarafından önerilen bir yöntemle değerlendirilebilir endeksleri. Son zamanlarda, elektron kırınımı modelinin değerlendirilmesi için yeni bir prosedür Wilkinson ve arkadaşları tarafından elde edildi. Komple yerel gerilme tensörü tüm bileşenlerinin hesaplanması sağlar 6 yani., Mutlak üç normal gerginlik değerleri ve üç kayma gerilme bileşenler. Bu hesaplama, aynı kristalografik yönlendirme ile gerilmemiş kristal bölgesinde alınan bir referans modeline göre karşılık gelen sapma örüntüsünde, eşlenerek, her ölçüm noktası için gerçekleştirilir. Bu değerlendirme yordam adı ccEBSD verir çapraz korelasyon tekniği kullanılarak EBSD desen karakteristik özelliklerinin küçük kaymaların belirlenmesi dayanmaktadır. Seçilen bir referans noktasına göreli olarak, gerilme bileşenleri ve kafes rotasyonlar 10 -4 ve 0.006 &amp; # arasında precisions ile ölçülebilir176 ;, sırasıyla, 7. doğrultusunda ccEBSD ölçümleri uygulanması tane sınırları boyunca taramaları veya dislokasyon düzenlemeleri boyunca, tek bir lokal olarak tutar, yanı sıra bu uzatılmış kusurların soyu alanları aralığını belirler. çıkıkları ve tane sınırları optik özellikleri spektral ve görüntüleme katodolüminesans (CL) teknikleri ile incelenebilir. lüminesan sinyal SEM primer elektron ışını ile yarı iletken malzemede oluşan elektron delikli çiftlerin radyatif rekombinasyon kaynaklanır. lüminesans şiddeti radyatif rekombinasyon zaman toplam azınlık taşıyıcısı yaşam süresi oranı, radyasyon rekombinasyon verimliliği ile orantılıdır. Bu oran kusurlar tarafından yerel olarak etkilenir olduğunda, parlaklık dağılımında bir kontrast CL görüntüleri görülmektedir. Normal olarak, uzatılmış kusurlar radyatif olmayan rekombinasyon merkezleri ve bu nedenle, L olarak hareketbant bant rekombinasyondan uminescence rahatsız yarı iletken göre uzatılmış kusurlar yakın azaltılır. Ancak, çıkıkları da yanı sıra tahıl sınırları Si, Ge ve bazı bileşik yarı iletken malzemeler, söz konusu karakteristik lüminesans bantları (doğrudan ya da olmayan, doğrudan) bant-to-band rekombinasyon daha düşük foton enerjileri gösteren gözlenen edilir dökme malzeme 8-10. Bir örnek olarak, bağlı silikon gofret ve Sekiguchi ve işçiler 11-13 tarafından çok kristal silikon geniş CL soruşturma çıkık ve LAGBs bant aralığı sığ ve derin seviyelerde oluşması sorumlu olduğunu ortaya koymuştur. İlgili radiatif geçişler CL spektrumları D hatları olarak belirtilir. Bununla birlikte, oksijen yağış ve geçiş metali yabancı tarafından çıkıkları düzenlemeleri ve çıkık kirlenme eşlik suşu alanının rolü halen interpretat için tartışmalıdırD hattı ışıma iyon. bir tat genişletilmiş kusur lüminesan hattı enerji konumunun bir atama başarıyla yapılabilir Ama, daha sonra ışık yayılması spektrumunda bu özel hat varlığı, bu kusurun varlığı için bir sinyal olarak alınabilir. Parlaklık yoğunluğu arttırmak için örneğin., Radyatif olmayan bir göre ışıma rekombinasyon, CL araştırmalar dolaylı bant yapıları ile yarı iletken malzeme, düşük sıcaklıklarda (kriyo-Cl) gerçekleştirilebilir gerekir. Burada sözü edilen uzatılabilir kusurlar elektriksel özellikleri SEM elektron ışını indüksiyon akımı (EBIC) görüntülemesi ile karakterize edilir. primer elektron huzmesi ile oluşturulur, elektron-delik çifti yerleşik bir elektrik alanı ile ayrılır, bu akımı gözlenebilir. Bu alan, genişletilmiş kusurlar kendi elektrik potansiyeli ya da örnek yüzeyi üzerine Schottky kişiler tarafından oluşturulmuş olabilir. EBIC görüntünedeniyle elektriksel olarak aktif kusurları bir değişken rekombinasyon davranışına şarj toplama verimliliği yerel varyasyonları sonuçları kontrast. Onlar hatasız bölgelere oranla bir EBIC görüntüde koyu görünmesini sağlayacak şekilde genişletilmiş kusurlar genellikle artan taşıyıcı rekombinasyonu göstermektedir. Kusurların 14 fiziksel tabanlı modeller çerçevesinde, kontrast profil denir EBIC sinyalinin, mekansal bağımlılık kantitatif değerlendirme azınlık taşıyıcı difüzyon uzunluğu ve ömür boyu belirlenmesi yanı sıra yüzey rekombinasyon hızını sağlar. Bu parametreler, sıcaklığa bağlı olduğu için, EBIC araştırmalar da gürültü oranı gelişmiş bir sinyal elde etmek için, düşük sıcaklıkta (kriyo-EBIC) yapılmalıdır. Seçenek olarak ise, sıcaklığa bağlı EBIC ölçümleri Kittler ve birlikte çalışanlar 15,16 tarafından önerilen bir modele göre dislokasyon derin seviyede yabancı madde konsantrasyonunun belirlenmesini sağlar. 17 önemli ölçüde etkilemiş olabilir dikkat edilmelidir. Ancak, deneysel yöntemler, ccEBSD, CL ve Ebiç kombinasyonu, genişletilmiş kusurları görselleştirmek için ve SEM onların temel özelliklerini ölçmek için şansı sunuyor. Gelecekteki uygulamalar, sadece arıza analizi değil, aynı zamanda kontrolü ve kusur mühendisliği amaçlanan kusur için, bu güçlü bir araç yarı iletken cihazların performansının geliştirilmesi önemli bir rol oynayacaktır.

<table><tbody><tr><td>Kriyojenik sıvılar:&nbsp; &nbsp; &nbsp;</td><td>Linde http://www.linde-gas.de, Kriyostatın soğutulması için Air Liquide http://www.airliquide.de/</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Sıvı helyum (LHe)</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>PMT R5509-73</td>İndiyum teli chemPUR http://chempur.de/&nbsp'in soğutulması için sıvı<td>nitrojen (LN2);</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>900898</td><td>CL numune hazırlama: kriyostat ve numune arasında iyi bir elektriksel ve termal bağlantı için</td></tr><tr><td>Mica</td><td>plano GmbH http://www.plano-em.de/&nbsp;</td><td></td><td>EBIC numune tutucunun V3 izolasyonu ve kriyostata iyi termal bağlantı</td></tr><tr><td>Alüminyum tel, altın tel</td><td>chemPUR http://chempur.de/&nbsp;</td><td>009013, 900891</td><td>saflık %99,99, EBIC ölçümleri için Schottky kontağının oluşumu için malzeme</td></tr><tr><td>İndiyum-Galyum ötektik çözeltisi</td><td>Alfa Aesar&nbsp;</td><td>EBIC ölçümleri için numunenin arka tarafında omik temas oluşturmak için</td> <td>12478</td></tr><tr><td>Sıvı kimyasallarVLSI Selectipur &nbsp;( deiyonize su, aseton, etanol)</td> <td>VWR</td><td>52182674, 51152090</td><td>numune hazırlama için: temizlik ve yüzey işleme</td></tr><tr><td>Hidroflorik asit</td><td>VWR</td><td>1,003,382,500</td>, <td>araştırmadan hemen önce Silikon numuneleri üzerindeki yüzey oksit tabakasını çıkarmak için gereklidir; Güvenlik önlemlerine uyun!&nbsp;</td></tr><tr><td>MicroCloth</td><td>Buehler http://www.buehler.com/&nbsp;</td><td>40-7222</td><td>parlatma bezi</td></tr><tr><td>MasterMet 1 (0.02 &mikro; m)</td> <td>Buehler http://www.buehler.com/&nbsp;</td><td>40-6380-006</td><td>SiO2 parlatma süspansiyonu</td></tr><tr><td>Taramalı elektron mikroskobu (SEM)</td><td>Carl Zeiss AG http://www.zeiss.de/microscopy/&nbsp;</td><td>Ultra 55</td><td>alan emisyon tabancası</td></tr><tr><td>SEM-CL sistemi</td><td>EMSystems</td><td></td><td>özelleştirilmiş, aşağıdaki ekipmanlar CL sistemine aittir:</td></tr><tr><td>&nbsp; Kriyostat Kammrath & için SEM aşaması</td><td> Weiss http://www.kammrath-weiss.com&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>KONTI kriyostat</td><td>Cryovac http://www.cryovac.de/</td> <td>3-06-4609C-7674</td><td>numunenin soğutulması</td></tr><tr><td>KONTI kriyostat</td><td>Cryovac için</td> Sıvı O transfer hattı http://www.cryovac.de/ <td>3-01-3506C-SO</td><td></td></tr><tr><td>Kriyojenik Sıcaklık Kontrol Cihazı</td><td>Cryovac http://www.cryovac.de/</td> <td>TIC-304 MA</td>, kriyojenik Fotoçoğaltıcı Tüpün (PMT) <td>akış hızını kontrol ediyor</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>NIR spektral aralığı için</td> <td>Hamamatsu http://www.hamamatsu.com</td><td>R5509-73</td>&nbsp;</tr><tr><td>PMT gövde ve soğutucu</td><td>Hamamatsu http://www.hamamatsu.com</td><td>C9940-2</td><td></td></tr><tr><td>HV güç kaynağı&nbsp;</td><td>Heinzinger electronic GmbH http://www.heinzinger.de/</td> <td>LNC 3000-10 neg</td>, <td>PMT Monokromatörün çalıştırılması için</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Sol Instruments Ltd. http://www.solinstruments.com</td><td>MS2004i</td><td></td></tr><tr><td>PMT&nbsp;</td><td>Hamamatsu http://www.hamamatsu.com</td><td>R3896</td><td>görünür spektral aralık</td></tr><tr><td>CCD dijital kamera için &</td><td>Görünür spektral aralık için</td> <td>Proscan GmbH, Proscan Special Instruments Ltd. http://www.proscan.de</td><td>HS 101 H</td></tr><tr><td>Kontrol programı</td><td>Proscan GmbH, Proscan Special Instruments Ltd. http://www.proscan.de</td><td>CCD veya PMT dedektörleri ile spektral CL ölçümlerini kontrol etmek için</td><td>PSI hattı</td></tr><tr><td>Kontrol</td><td>programını çalıştırmak için</td> Laptop <td>Dell</td><td>Latitude 110L</td></tr> <tr><td>donanımı&nbsp; LHe dewar</td><td>cryotherm http://www.cryotherm.de/</td> <td>Stratos 100 SL</td><td>konteyner kriyojenik için</td></tr><tr><td>LN2 dewar</td><td></td><td></td><td>konteyner</td></tr><tr><td>Koruyucu gözlük</td><td>pulsafe</td><td></td><td>koruyucu ekipman</td></tr><tr><td>Koruyucu eldivenler</td><td>tempex</td><td>Koruma hattı&nbsp; Öğr. 4081052</td><td>koruyucu ekipman</td></tr><tr><td>Soğutma sırasında esnek hortumların buzlanmasını önlemek veya azaltmak için</td><td>ısıtma bandı</td><td>Thermocax Isopad GmbH http://www.isopad-solutions.com</td><td>IT-TeMS 6</td></tr><tr><td>Diyaframlı pompa&nbsp;</td><td>Vacuubrand GmbH & Co KG,</td><td>kriyojenik vakum aksesuarlarının akış hızını sağlamak için</td><td>ME4'ü</td> http://www.vacuubrand.com</tr><tr><td>: esnek hortumlar, contalar, kilitleme halkaları</td><td></td><td></td>, <td>kriyojenik CL veya EBIC kurulumu için konektörler</td></tr><tr><td>Numune akımı EBIC amplifikatörü</td><td>KE geliştirmeleri / Deben http://deben.co.uk/</td> <td>Tip 31</td><td>EBIC akımının ölçülmesi</td></tr><tr><td>Özelleştirilmiş</td><td></td><td></td> <td>metal buharlaştırmalı yüksek vakum odasıEBIC ölçümleri için Schottky kontağının kurulması</td></tr><tr><td>Isıtma plakası</td><td>Retsch GmbH http://www.retsch.de</td><td>SG1</td><td>CL numune hazırlama</td></tr><tr><td>EBSD dedektörü Nordlys</td><td>HKL</td><td></td><td>artık mevcut değil; Oxford EBSD dedektörleri NordlysMax3 veya NordlysNano</td></tr><tr><td>ile değiştirilebilir EBSD edinme ve değerlendirme yazılımı Channel 5</td><td>HKL</td><td></td><td>artık mevcut değil; Oxford EBSD Yazılımı AZtecHKL ile değiştirilebilir</td></tr><tr><td>ccEBSD programı ccEBSD_v1.07.exe</td><td>kurum içi yazılı program</td><td></td><td>kullanım için lütfen yazarlarla iletişime geçin</td></tr><tr><td>Uzaktan kumanda sistemli EBSD arayüzü</td><td>Carl Zeiss AG http://www.zeiss.de/microscopy/&nbsp;</td><td></td><td>elektron ışını kontrolü ve EBSD sistemi ile SEM arasında parametre transferi için gereklidir; &nbsp;</td></tr><tr><td>Vibromet2</td><td>Buehler, http://www.buehler.com/&nbsp;</td><td>671635160</td><td>titreşimli parlatıcı</td></tr></tbody></table>

bir tarama elektron mikroskobu tarafından yarıiletken malzemelerin genişletilmiş kusur kapsamlı karakterizasyonu

Comprehensive Characterization of Extended Defects in Semiconductor Materials by a Scanning Electron Microscope

Çıkıklar ve tane sınırları gibi genişletilmiş kusurlar, mikroelektronik cihazların performansı ve yarı iletken malzemelerin diğer uygulamaları üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir. Bununla birlikte, kusur yapısının bant yapısını nasıl belirlediği ve bu nedenle, genişletilmiş kusurların optik ve elektriksel özelliklerinden sorumlu elektron deliği çiftlerinin rekombinasyon davranışı hala tartışılmaktadır. Bu makale, bir taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yarı iletken malzemelerdeki uzamış kusurların yapısal ve fiziksel özelliklerinin uzamsal olarak çözülmüş araştırması için prosedürlerin bir araştırmasıdır. Kristal silikon için temsili örnekler verilmiştir. Uzamış kusurların lüminesans davranışı, katodolüminesans (CL) ölçümleri ile araştırılabilir. Özellikle değerlidirler çünkü spektral ve mekansal olarak çözülmüş bilgiler aynı anda elde edilebilir. Dolaylı bir elektronik bant yapısına sahip silikon için, CL ölçümleri, oda sıcaklığındaki ışınımsal olmayan geçişlere kıyasla ışınımsal rekombinasyon işlemlerinin düşük fraksiyonu nedeniyle 5 K'ye kadar düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilmelidir. Uzamış kusurların elektriksel özelliklerinin incelenmesi için elektron ışını kaynaklı akım (EBIC) tekniği uygulanabilir. EBIC görüntüsü, çevrelerindeki artan yük taşıyıcı rekombinasyonu nedeniyle kusurların yerel dağılımını yansıtır. EBIC araştırmaları için prosedür, oda sıcaklığında ve düşük sıcaklıklarda yapılan ölçümler için açıklanmıştır. Genişletilmiş kusurlardan kaynaklanan iç gerinim alanları, çapraz korelasyon elektron geri saçılma kırınımı (ccEBSD) ile kantitatif olarak belirlenebilir. Bu yöntem, numune yüzeyinin gerekli şekilde hazırlanması ve numunenin haritalanması sırasında kaydedilen kırınım modellerinin kalitesi nedeniyle zordur. Üç deneysel tekniğin uzamsal çözünürlüğü karşılaştırılır.

Yarı iletken malzemelerdeki çıkıkların ve tane sınırlarının optik, elektriksel ve yapısal özellikleri, taramalı elektron mikroskobunda yapılan deneylerle belirlenebilir. Elektron mikroskobu, katodolüminesans, elektron ışını kaynaklı akım ve geri saçılan elektronların kırınımını araştırmak için kullanılmıştır.

Bir Tarama Elektron Mikroskobu tarafından Yarıiletken Malzemelerin Genişletilmiş Kusur Kapsamlı Karakterizasyonu

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications ...

Burada sunulan yöntemlerin genel amacı, taramalı elektron mikroskobu kullanarak yarı iletken malzemelerdeki çıkıklar veya tane sınırları gibi genişletilmiş kusurların optik, elektriksel ve yapısal özelliklerini belirlemektir. Bu yöntemler, yarı iletken alanındaki temel sorulara yardımcı olabilir, çünkü uzun süreli kusurlar, mikroelektronik cihazların ve güneş pili malzemelerinin performansı üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir. Taramalı elektron mikroskobunun kullanılmasının avantajı, uzamış kusurların farklı fiziksel özelliklerinin oda sıcaklığından çok düşük sıcaklıklara kadar tek bir numune üzerinde incelenebilmesidir.Yarı iletkenlerdeki uzamış kusurların optik özellikleri hakkında fikir veren katodolüminesans, mineraller gibi sadece hafifçe ışıldayan malzemelerin incelenmesine de uygulanabilir. Gerinim analizi için elektron geri saçılma kırınımında yeni olan jüri matkaplarında, fraksiyon modeli kalitesi ve elektron ışını kararlılığı ile ilgili sorunlar nedeniyle mücadele edebilir. Başlamak için, 60 derece önceden eğilmiş numune tutucuyu metal bir sokete monte edin.Ardından, numune tutucuya 0,5 milimetre kalınlığında bir indiyum folyo parçası koyun ve temiz numuneyi üstüne yerleştirin. Ardından, soketi bir ısıtma plakasına yerleştirin. İndiyum folyoyu sünek hale getirmek için ısıtma plakasını açın ve soketi 150 santigrat dereceye kadar ısıtın.Isıtıldıktan sonra, numuneyi indiyum folyoya sabitlemek için tahta bir kürdan ile numunenin üzerine bir saniye bastırın. Ardından, ısıtma plakasını kapatın ve sistemi yaklaşık 30 dakika soğutun. İlk olarak, ışık toplayan eliptik aynayı park konumundan taramalı elektron mikroskobu veya SEM'deki ölçüm konumuna getirin.Ardından, sahneye doğrudan bant aralığı geçişli bir test numunesi monte edin. Kolon haznesi vanası açılana kadar hazneyi boşaltın. Bu süre zarfında, görüntüleme parametrelerini beraberindeki metin protokolünde açıklandığı gibi ayarlayın.İkincil elektronlarla görüntüleme için everhart-thornley dedektörünü kullanın. Ardından, elektron ışını 15 milimetrelik bir çalışma mesafesinde numune yüzeyine odaklanana kadar sahneyi kutup parçasına doğru hareket ettirin. Ardından, fotoçoğaltıcı tüp ve katodolüminesans kontrol programı ile dizüstü bilgisayar için yüksek voltajlı güç kaynağını açın.Katodolüminesans kontrol programında, fotoçoğaltıcı tüp sinyalinin zamana karşı ölçümünü seçin ve kontrastı maksimuma ve parlaklığı %46'ya ayarlayınArdından, aynayı eğerek ve döndürerek test numunesi üzerindeki entegre katodolüminesans yoğunluğunu en üst düzeye çıkarmak için ışık toplama aynasını ayarlayın. Katodolüminesans kontrol programını kullanarak bir test spektrumu kaydedin. Kurulduktan sonra, numune haznesini havalandırın, test numunesini çıkarın ve gerçek numuneyi indiyum folyo üzerine numune tutucuya monte edin.Ek olarak, SEM odasını boşaltın ve ekteki metin protokolünde belirtildiği gibi SEM sistemine kriyo eklerini yapın. Ek olarak, sıvı helyum borusunu sıvı helyum dewar'a yerleştirin ve helyum transfer tüpünün çıkışını kriyo aşamasının kriyojenik gazları için girişe bağlayın. Ardından, elektron ışını parametrelerini burada gösterildiği gibi ayarlayın.Ardından, sahneyi kutup parçasına doğru hareket ettirin ve elektron ışınını 15 milimetrelik bir çalışma mesafesinde numune yüzeyine odaklamak için everhart-Thornley dedektörünü kullanın. Numune yüzeyindeki ilgi alanını seçin ve tüm soğutma prosedürü boyunca bu bölgeyi sürekli olarak tarayın. Soğuma prosedürünü başlatmak için, teknik kılavuza göre sıcaklık kontrol cihazına en düşük hedef sıcaklığı ve PID kontrolü için uygun parametreleri girin.Ardından, sıvı helyum transfer tüpünün valfini açın. Soğutma prosedürü sırasında sıcaklığı ve basıncı dikkatlice izleyin. Hedef sıcaklığa ulaştıktan sonra, odaklanmış görüntüler için 15 milimetrelik çalışma mesafesini yeniden oluşturun.Ek olarak, gerçek numune üzerinde maksimum integral katodolüminesans yoğunluğu elde etmek için ışık toplama aynasının ayarını düzeltin. Ardından, derecelendirme ve spektral bölge için uygun değerleri ayarlayın. Ayrıca, adım genişliğini 5 nanometreye, ölçüm noktası başına süreyi 5 saniyeye ve yarık genişliğini 2 milimetreye ayarlayın.Kontrol yazılımını kullanarak numunenin katodolüminesans spektrumlarını kaydedin ve dosyaları daha sonra analiz etmek üzere kaydedin. Ardından, pankromatik katodolüminesans görüntüleme için monokromatolüminesans görüntüleme için monokromatoratördeki düzlemsel aynayı ve monokromatik katodolüminesans görüntüleme için belirli bir dalga boyunda bir alev derecelendirmesi seçin. Ardından, görüntünün küçük bir penceresindeki parlaklık ve kontrast değerlerini, fotoçoğaltıcı tüp sinyalinden gelen görüntü gri değerlerinin doğrusal bağımlılık aralığına ayarlayın.Son olarak, 201.000 arasında bir büyütme için tarama hızını piksel ortalaması ile birlikte en düşük hız olan 14'e veya 20 satırın üzerindeki çizgi ortalaması ile birlikte sekizlik daha yüksek bir hıza ayarlayın. Elde edilen görüntüleri kaydedin ve burada D1 ve D4 için gösterilen farklı D çizgilerinin lüminesansının yerel dağılımının karşılaştırılması için bir örnek olarak daha sonra analiz etmek üzere kaydedin. Çapraz korelasyon elektron geri saçılma kırınımı için, numuneyi, numune yüzeyi tutucuya paralel olacak şekilde bir numune tutucuya monte edin. Ardından, numuneyi yerleştirin ve kolon odası vanası açılana kadar SEM odasını boşaltın.Burada gösterilen görüntüleme parametrelerini kullanarak, elektron demetini yaklaşık 25 milimetrelik bir çalışma mesafesinde numune yüzeyine odaklayın. Ardından, numuneyi X ekseni etrafında 69 derece eğin ve 18 milimetrelik bir çalışma mesafesi ayarlayın. Ardından, elektron ışını hızlanma voltajını değiştirin ve kolon odası vanasını kapatın.Ardından, elektron geri saçılma kırınım dedektörünün güç kaynağını açın ve dedektörü park konumundan ölçüm konumuna getirin. Elektron demetini numune yüzeyindeki ilgili bir bölgeye yeniden odaklayın ve ardından elektron geri saçılma kırınım yazılımını açın ve seçilen geometri için kalibrasyon dosyasını yükleyin. Tek kristal numuneyi döndürürken düşük büyütmede bir arka plan alımı gerçekleştirin.Kontrol yazılımındaki ölçümü kullanım kılavuzuna göre ayarlayın. Ardından, kontrol yazılımından seçilen çalışma mesafesi için model merkezinin konumunu ve dedektör mesafesini okuyun. Işın stabilizasyonu ve elektron demetinin son olarak yeniden odaklanmasını takiben, program çizgisi, ilgilenilen bölgedeki eğim eksenine paralel olarak tarar.Ölçümleri hızlandırmak için indeksleme devre dışı bırakılmış ışın eşlemelerini kullanma. Tüm resimleri kaydet'i seçtiğinizden emin olun. Son tarama bitene kadar çizgi taramalarını çalıştırın ve iç gerilmeler nedeniyle biraz farklı kırınım görüntüleri sağlayın.Ardından, elektron ışını hızlanma voltajını kapatın ve kolon odası vanasını kapatın. Son olarak, elektron geri saçılma kırınım dedektörünü ölçüm konumundan park konumuna geri çekin. Sahneyi 0 dereceye kadar eğin, hazneyi havalandırın ve numuneyi çıkarın.Burada gösterilen görüntü, bir silikon kristalinin indiyum folyo üzerine uygun şekilde konumlandırılmasına bir örnektir. Bu, sıcaklığın termokupl tarafından ölçüldüğü kriyonumune tutucusu ile iyi bir termal teması garanti eder. 4 Kelvin'de bir silikon tek kristalin katodolüminesans spektrumları, plastik deformasyondan sonra ve ek bir tavlamadan sonra bakire durumda numune ile gösterilir.Spektrumlardaki karakteristik tepe noktaları, banttan banda geçiş için B-B ve dislokasyon kaynaklı lüminesans bantları için D1 ila D4 ile etiketlenmiştir. Buna karşılık, geri saçılan elektronlar tarafından yapılan bu görüntü, yüksek enerjili bir elektron ışını tarafından işlendikten sonra ortaya çıkan yeniden kristalleşmiş bir malzeme izine sahip bir silikon gofreti göstermektedir. Bir, iki ve üçüncü noktada ölçülen katodolüminesans spektrumlarındaki farklılıklar, yeniden kristalleşme sırasında indüklenen uzun süreli kusurlardan kaynaklanır.Yeniden kristalleşme yolunun önündeki çizgi taraması boyunca yerel gerinim gericisinin üç normal ve üç kesme gerinim bileşeni bileşenleri, çapraz korelasyon elektron geri saçılma kırınım araştırmalarından hesaplandı. Bu videoyu izledikten sonra, kristalin yarı iletken malzemeler üzerinde katodolüminesans araştırmalarının ve çapraz korelasyon elektron geri saçılma kırınımının nasıl gerçekleştirileceğini iyi anlamış olmalısınız. Geliştirilmesinden sonra, çapraz korelasyon elektron geri saçılma kırınım tekniği, kristalli malzemelerdeki homojenliklerdeki çok küçük gerinimleri ve kafes dönüşlerini analiz etmek için repertrusun yolunu açtı.Sıvı helyum ve sıvı nitrojen gibi kriyojenik maddelerle çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini unutmayın. Ve bu adımları gerçekleştirirken koruyucu gözlük ve koruyucu eldiven takmak gibi önlemler her zaman alınmalıdır.

comprehensive-characterization-extended-defects-semiconductor

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Tarama-prob tek elektron kapasite spektroskopisi lokalize yeraltı bölgelerde tek elektron hareket çalışma kolaylaştırır. Hassas bir şarj-algılama devre yarıiletken numune yüzeyinin altında dopant atomların küçük sistemleri araştırmak için bir kriyojenik tarama prob mikroskobu içine dahil edilmiştir.

Tarama-prob Tek elektron Kapasite Spektroskopisi

III-V/Si heteroekspitaksiyel ince filmlerdeki kusurları karakterize etmek için taramalı elektron mikroskobunda elektron kanallı kontrast görüntülemenin kullanımı açıklanmıştır. Bu yöntem, plan görünümlü transmisyon elektron mikroskobuna benzer sonuçlar verir, ancak gerekli numune hazırlığının olmaması nedeniyle önemli ölçüde daha kısa sürede verir.

Rapid III-V Heteroepitaxial Karakterizasyonu için Elektron Channeling Kontrast Görüntüleme

Aktif optik cihazların kapsamlı mikro-karakterizasyonu için bir iş akışı özetlenmiştir. Bu BT, LM ve SEM vasıtasıyla yapısal hem de fonksiyonel soruşturmaları içerir. yöntemi hala karakterizasyonu sırasında çalıştırılabilir olabilir beyaz LED için gösterilmiştir.

(SEM) X-ışını Bilgisayarlı Tomografi (BT) ve Taramalı Elektron Mikroskobu ile İlişkili Işık Mikroskopi (LM) bir kombinasyonu ile LED&#39;lerin Derinliği Analizlerinde

Bu çalışma, standart bir elektron geri yansıma difraksiyon sistemi ile donatılmış bir tarama elektron mikroskobu kullanılarak ultra-ince taneli ve nano malzemelerin mikro karakterize etmek için detaylı bir yöntem sağlar. Metal alaşımları ve rafine mikro yapılar sunan mineraller muhtemel uygulamaların çeşitliliğini gösteren bu tekniği kullanılarak analiz edilir.

İletim Kikuchi difraksiyonu kullanılarak ultra-ince taneli ve Nanokristal Malzemelerin Karakterizasyonu

Makroskopik numuneler kullanılarak elektriksel ve termal etkilerin elektrikle desteklenen deformasyon (EAD) üzerinde izole edilmesi çok zordur. Uygulanan akımın joule ısınması olmayan oluşum üzerindeki etkisini ve bu numuneler üzerindeki çıkıntının evrimini değerlendirmek için metalik örnek mikro ve nanoyapılar ile özel bir test prosedürü geliştirildi.

Için yeni bir yöntem<em&gt; Yerinde</emNanoscale Örneklerinin Elektromekanik Karakterizasyonu

Sunulan yöntem, ikincil iyon kütle spektrometrisi ile ilgili ölçüm artefaktlarının nasıl tanımlanacağını ve çözüleceğini ve ayrıca katı hal malzemelerindeki safsızlıkların/katkı maddelerinin gerçekçi 3D dağılımlarının nasıl elde edileceğini açıklar.

İkincil İyon Kütle Spektrometrisi Kullanılarak Ayrılmış Safsızlıkların 3D Derinlik Profili Rekonstrüksiyonu

Azınlık türlerinden, ışık elementlerinden, oksijen boşluklarından ve diğer nokta/çizgi/düzlemsel kusurlardan güvenilir bir şekilde bilgi alan olay elektron ışını sallama koşulları altında elektron kanallama fenomenlerinden yararlanarak safsızlıkların ve kimyasal durumlarının saha doluluklarını tahmin etmek için nicel mikroanaliz yöntemlerinin genel bir taslağını sunuyoruz.

Kristal Malzemelerdeki Fonksiyonel Dopant/Nokta Kusurlarının Elektron Kanalize-Geliştirilmiş Mikroanaliz ile Nicel Atomik Saha Analizi

Bu çalışma, görselleştirilmiş deneysel süreçler sağlayan malzeme deformasyonu ve arızası için üç boyutlu bir sanal simülasyon deneyi sunmaktadır. Bir dizi deney sayesinde, kullanıcılar ekipmana aşina olabilir ve işlemleri sürükleyici ve etkileşimli bir öğrenme ortamında öğrenebilirler.

Mekaniğin Sanal Bir Simülasyon Deneyi: Taramalı Elektron Mikroskobuna Dayalı Malzeme Deformasyonu ve Arızası

Burada, potansiyel yüzey kusurlarını tanımlamak ve analiz etmek için taramalı elektron mikroskobu kullanarak, yeniden tedavi prosedürlerinde tekrarlanan kullanımdan sonra endodontik yeniden tedavi dosyalarının yüzey özelliklerini değerlendirmek için bir protokol sunuyoruz.

Tekli ve Çoklu Kullanımlar Sonrası Sökücü Yeniden İşlem Dosyasının Yüzey Kusurlarının Taramalı Elektron Mikroskobik Değerlendirmesi

Burada, test edilen metal bir hat boyunca elektromigasyon yapılan hacmi belirlemek için lazer tarama mikroskobu kullanan bir iş akışını açıklıyoruz. Farklı deneysel değişkenleri değiştirerek, elektromigrasyon hakkında çok sayıda bilgi elde edilebilir. Bu çalışmada, elektromigrasyonun başlangıcının uzunluğu belirlenir.

Molibden Disilisitte Elektromigrasyonu Belirlemek için Lazer Tarama Mikroskobu Kullanma

Öğrenin, tarama elektron mikroskobu ile yarıiletken malzemelerdeki genişletilmiş kusurların optik, elektriksel ve yapısal özelliklerini nasıl karakterize edeceğinizi. Bu yöntemler mikroelektronik cihazların performansını anlamak için kritik öneme sahiptir.

Bir Tarama Elektron Mikroskobu tarafından Yarıiletken Malzemelerin Genişletilmiş Kusur Kapsamlı Karakterizasyonu

Daha fazla video keşfet