Система измерения тока Scietex EBIC System

Scietex EBIC System

Scietex EBIC System — это специализированная измерительная система для регистрации тока, индуцированного сфокусированным электронным пучком (Electron Beam Induced Current, EBIC), и анализа локальных электрофизических свойств полупроводниковых материалов и структур. Система Scietex EBIC System интегрируется непосредственно в электронный микроскоп.



Система обеспечивает:

  • выявление электрически активных дефектов (дислокаций, границ зерён, областей рекомбинации);
  • исследование топографии, однородности и рабочих характеристик p–n-переходов;
  • картирование неоднородностей удельного сопротивления и диффузионной длины неосновных носителей.

Данные, получаемые с помощью Scietex EBIC, дополняют стандартную электронно-микроскопическую морфологию количественной информацией о внутренних электрических полях и кинетике носителей заряда, что критически важно для диагностики полупроводниковых приборов, контроля технологии и анализа отказов.

Основные преимущества:

  • Широкий диапазон измеряемых токов. Система оснащена прецизионным токовым усилителем, обеспечивающим регистрацию EBIC-сигнала в широком диапазоне — от единиц пикоампер (пА) до миллиампер (мА). Это позволяет проводить измерения на различных полупроводниковых материалах с возможностью адаптивного выбора диапазона в зависимости от уровня сигнала.
  • Удаленное  управление измерительными параметрами. Встроенное программное обеспечение с поддержкой управляющих команд (API) обеспечивает дистанционное переключение диапазонов усиления и управление напряжением смещения на образце. Это позволяет полностью автоматизировать процесс измерения, повышая воспроизводимость результатов и упрощая проведение серийных экспериментов.
  • Синхронизация со сканирующим электронным микроскопом (СЭМ). Система встраивается в измерительный тракт сканирующего электронного микроскопа. Специализированный выход передает усиленный EBIC-сигнал в систему регистрации СЭМ, обеспечивая его синхронизацию с разверткой электронного пучка. Это позволяет получать карты распределения наведенного тока, пространственно совмещенные с электронно-микроскопическим изображением исследуемой области.
  • Цифровая обработка сигнала. Встроенный модуль обработки данных обеспечивают оцифровку сигнала для последующего анализа. Это позволяет регистрировать локальные неоднородности EBIC-сигнала, обусловленные неоднородностью электрических свойств и наличием дефектов в полупроводниковой структуре.

Система Scietex EBIC предназначена для решения широкого круга задач в области полупроводниковых технологий и материаловедения:

  • Исследование полупроводников и наноструктур: анализ распределения электрических полей, концентрации и диффузионной длины неосновных носителей заряда.
  • Характеризация приборов оптоэлектроники и фотовольтаики: исследование локальных электрофизических свойств солнечных элементов, фотодетекторов и светодиодных структур.
  • Диагностика дефектов: выявление дислокаций, границ зерен и других областей с повышенной скоростью рекомбинации в кристаллических структурах.
  • Анализ отказов (Failure Analysis): локализация электрически активных дефектов в интегральных схемах, силовых приборах, элементах памяти и сенсорах.
  • Обратный инжиниринг (Реверс-инжиниринг): Исследование распределения по площади электрически активных областей полупроводниковых структур.
  • Характеристика p-n-переходов: анализ локализации, однородности и характеристик электрически активных областей перехода

Параметр Значение
Прецизионный усилитель тока
Диапазоны измерения 10 pA, 100 pA, 1 nA, 10 nA, 100 nA, 1 mA, 10 mA
Управление Дистанционное переключение диапазонов через ПО
Функциональность
  • Возможность инверсии выходного сигнала
  • Опциональная компенсация тока образца
  • Опциональные Low-pass / Hi-pass фильтры для очистки сигнала
Выходы
  • Линейный измерительный выход (±10 В)
  • Специализированный видеовыход для синхронизации с системой детекции СЭМ
Источник напряжения смещения (Bias Voltage Source)
Диапазон ±5 В
Режимы управления
  • Ручное управление (потенциометр на панели)
  • Дистанционное линейное управление (0–5 В)
Управление выходом Возможность дистанционного отключения выхода источника через реле
Система управления и оцифровки
Контроллер Микрокомпьютер с 8-битным ЦАП для прецизионного управления смещением
Программное обеспечение API156 (полный дистанционный контроль параметров)
АЦП 12-бит
Интерфейс подключения к микроскопу
Подключение Вакуумный фланец с электрическими вводами для работы в камере СЭМ
Контактная площадка Прижимные контакты для надёжного соединения с образцом