聯係電話:
010-5637 0168-696
您現在的位置:首頁>產品展示>小优视频官方下载儀器>熒光小优视频官方下载分析儀(係統)
少子壽命成像測試儀SPM900係列原理說明
非平衡少數載流子
少數載流子的壽命是半導體材料的一個重要參數,也是評價半導體質量的一個指標。例如在光伏電池中,少子壽命決定了少子擴散長度, 決定了光吸收層、內建電場區域的厚度設計等重要的器件參數;載流子壽命也可以反映器件中雜質或者缺陷的影響,抑或是存在汙染, 進行失效分析,對工藝過程進行優化。
載流子的複合
在一定溫度下,處於熱平衡狀態的半導體材料,電子- 空穴對的產生和複合保持一種動態平衡,載流子濃度是一定的。然而,外界的作用會破壞這種熱平衡,使其處於與熱平衡相偏離的狀態,隨之改變的是載流子的濃度, 多於平衡值的載流子就是非平衡載流子。非平衡少數載流子也稱也稱少子,通常對於半導體器件的性能起到決定性的作用。
當外界作用撤掉後,處於非平衡態的載流子會通過複合而產生衰減,直到載流子濃度恢複到之前的熱平衡狀態。載流子的複合方式可以分為三類:SRH 複合、輻射複合及俄歇複合(直接和間接)。
少子壽命測試
少子壽命的測量通常包括非平衡載流子的注入和檢測兩個方麵,*常用的注入方法是光注入和電注入。對於間接帶隙的半導體,常使用電注入或者微波光電導衰減的方法進行少子壽命測試,間接帶隙半導體一般壽命較長, 為毫秒量級。而對於GaAs 這類的直接間隙半導體,複合的能量幾乎全部以發光的形式放出,發光效率高,壽命較短(典型的壽命在10-8-10-9s),通常使用時間分辨光致發光小优视频官方下载(TRPL)的方法來進行測試。
激光掃描少子壽命成像測試儀SPM900係列
當外界作用停止以後,少子的濃度(ΔC)隨時間t 增長呈指數衰減的規律。由以下方程可知,少子的壽命為當少子濃度衰減到初始濃度1/e 時候所經曆的時間。在輻射複合中,發光的強度與少子的濃度相關,因此可以通過檢測發光的壽命來獲得少子的壽命信息。
當在顯微鏡上加載少子壽命測試模塊,就可以得到微區下半導體器件的少子壽命分布信息,這對於微小型器件的研究及質量控製十分重要。激光掃描少子壽命成像儀基於時間相關單光子計數進行設計,包含顯微鏡主體,激光光源,光子計數檢測器,單色儀以及自動XY 樣品台等部分。位於顯微鏡上的激光光源用於樣品的激發,通過控製樣品台的移動,可以進行微區單點少子壽命測量和少子壽命成像。
少子壽命成像測試應用
外延ZnS 薄膜半導體
本征帶- 淺雜質複合
半導體中施主- 受主對複合
深能級複合
III-V 族載流子雜質俘獲過程研究
非輻射中心的電子弛豫及複合機製研究
半導體外延片缺陷和雜質檢測
測試軟件
控製測試界麵
數據處理界麵
功能豐富的熒光壽命數據處理軟件,充分挖掘用戶數據中的寶貴信息。可自動對掃描獲得的FLIM 數據,逐點進行多組分熒光壽命擬合(組分數小於等於4),對逐點擬合獲得的熒光強度、熒光壽命等信息生成偽彩色圖像顯示。
3D 顯示功能
少子壽命測試案例
MicroLED
MicroLED 顯示技術是指以自發光的微米量級的LED 為發光像素單元,將其組裝到驅動麵板上形成高密度LED 陣列的顯示技術, 在發光亮度、分辨率、對比度、穩定性、能量損耗等方麵有很大優勢,可以應用在AR/VR,可穿戴光電器件,柔性顯示屏等領域。由於MicroLED 的尺寸在微米級別,因此需要在顯微鏡下進行檢測。下圖為使用少子壽命成像係統對直徑為80 微米的MicroLED 微盤進行測試。
單組分擬合,可以看到紅圈中的汙損位置,雖然影響發光強度,但對發光壽命沒有影響
鈣鈦礦測試
鈣鈦礦屬於直接帶隙半導體材料,具有高光學吸收,高增益係數、高缺陷容忍度、帶隙可調,製備成本低等優點,可以廣泛應用在光子學與光電信息功能器件等領域,例如鈣鈦礦太陽能電池,鈣鈦礦量子點,鈣鈦礦LED 等材料的研究。對於鈣鈦礦中的載流子輻射複合的研究對於提供器件的光電轉換性能有很大的幫助。
以下示例為鈣鈦礦樣品的少子輻射複合發光成像和壽命成像。圖中可見此鈣鈦礦樣品有兩個壽命組分,且不同壽命組分的相對含量也可以從相對振幅成像圖中很直觀的看到。
晶圓級大尺寸的少子壽命成像測試儀
4、6、8 英寸晶圓樣品測試,可在此基礎上增加小行程電動位移台實現數百納米至微米尺度的精細掃描
參數指標
係統性能指標: | |
小优视频官方下载掃描範圍 | 200-900nm |
*小時間分辨率 | 16ps |
壽命測量範圍 | 500ps-1ms(具體視激光器而定) |
小尺寸空間分辨率 | ≤ 1μm@100X 物鏡@405nm 皮秒脈衝激光器 |
大尺寸掃描 | 可適用4 英寸、6 英寸、8 英寸樣品 |
配置參數: | |
脈衝激光器 | 375nm 皮秒脈衝激光器,脈寬:30ps,平均功率1.5mW@50MHz |
405nm 皮秒脈衝激光器,脈寬:25ps,平均功率2.5mW@50MHz | |
450nm 皮秒脈衝激光器,脈寬:50ps,平均功率1.9mW@50MHz | |
488nm 皮秒脈衝激光器,脈寬:70ps,平均功率1.3mW@50MHz | |
510nm 皮秒脈衝激光器,脈寬:75ps,平均功率1.1mW@50MHz | |
635nm 皮秒脈衝激光器,脈寬:65ps,平均功率4.3mW@50MHz | |
660nm 皮秒脈衝激光器,脈寬:60ps,平均功率1.9mW@50MHz | |
670nm 皮秒脈衝激光器,脈寬:40ps,平均功率0.8mW@50MHz | |
其他皮秒或納秒脈衝激光器具體視材料及激發波長而定 | |
科研級正置顯微鏡 | 落射明暗場鹵素燈照明,12V,100W 5 孔物鏡轉盤,標配明場用物鏡:10×,50×,100× 監視CCD:高清彩色CMOS 攝像頭,像元尺寸:3.6μm*3.6μm, 有效像素:1280H*1024V,掃描方式:逐行,快門方式:電子快門 |
小尺寸掃描用電動位移台 | 高精度電動XY 樣品台,行程:75*50mm(120*80mm 可選), *小步進:50nm,重複定位精度< 1μm |
大尺寸掃描用電動位移台 | XY 軸行程200mm/250mm,單向定位精度≤ 30μm,水平負載:30Kg; |
小优视频官方下载儀 | 320mm焦距影像校正單色儀,雙入口、狹縫出口、CCD出口,配置三塊68×68mm大麵積光柵, 波長準確度:±0.1nm,波長重複性:±0.01nm,掃描步距:0.0025nm, 焦麵尺寸:30mm(w)×14mm(h),狹縫縫寬:0.01-3mm 連續電動可調 |
探測器:製冷型紫外可見光電倍增管,小优视频官方下载範圍:185-900nm(標配,可擴展) | |
小优视频官方下载CCD ( 可擴展PL mapping) | 低噪音科學級小优视频官方下载CCD(LDC-DD),芯片格式:2000x256,像元尺寸:15μm*15μm, 探測麵:30mm*3.8mm,背照式深耗盡芯片,低暗電流, *低製冷溫度-60℃ @25℃環境溫度,風冷,*高量子效率值>95% |
時間相關單光子計數器 (TCSPC) | 時間分辨率:16/32/64/128/256/512/1024ps……33.55μs,死時間< 10ns, *高65535 個直方圖時間窗口,瞬時飽和計數率:100Mcps,支持穩態小优视频官方下载測試; |
OmniFlμo-FM 壽命成像 專用軟件 | 控製功能:控製樣品平移台移動,通過顯微鏡的明場光學像定位到合適區域, 框選掃描區域進行掃描,逐點獲得發光衰減曲線,實時生成發光圖像等 數據處理功能:自動對掃描獲得的壽命成像數據,逐點進行多組分發光壽命擬合 ( 組分數小於等於4),對逐點擬合獲得的發光強度、發光壽命等信息生成偽彩色圖像顯示 圖像處理功能:直方圖、色表、等高線、截線分析、3D 顯示等 |
操作電腦 | 品牌操作電腦,Windows 10 操作係統 |
上一篇:氣浮隔振光學平台NAP係列
下一篇:SPM600係列半導體參數分析儀