Система измерения тока 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 |
|
| Выходы |
|
| Источник напряжения смещения (Bias Voltage Source) | |
| Диапазон | ±5 В |
| Режимы управления |
|
| 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 |
