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应用分享丨Nexsa G2小束斑+特色SnapMap快照成像功能分析SnOₓ成分半导体器件

赛默飞世尔科技分子光谱 2023-01-10 13:42:12 363  浏览
  • 01前言

    近几年来,随着国内科技产业的不断升级,对微电子器件的需求日益增加。特别是高科技产品的快速发展,比如智能手机、电脑、无人机、新能源汽车、智能机器人等,对高性能微电子器件的需求更是呈指数级增长,这使得微电子器件自然而然就成为人们研究的热点材料。在微电子器件的研究中,通常需要对微电子器件表面进行各种加工、改性处理,来使其具有不同的性能。由于X射线光电子能谱仪(XPS)是一种表面分析技术,随着商业化XPS设备的普及,其在微电子器件研究中的应用越来越广泛,逐渐成为微电子器件研究中不可或缺的分析手段。


    本文将通过赛默飞最 新一代XPS表面分析平台Nexsa G2对半导体器件表面形成的窄条形SnOx成分进行小束斑+特色SnapMap快照成像测试,展示如何通过设备小束斑+成像功能,快速全面分析这类特殊小尺寸半导体器件表面成分及其在面内分布情况,来辅助评估表面处理效果及器件质量。


    02样品情况、测试方案及测试设备

    样品如下图1所示,为表面喷金形成的金箔,对金箔进行处理,中间形成了窄条形的SnOx成分,尺寸约22um(宽)╳193um(长),需要确定SnOx具体成分及其是否在金箔中有扩散,来辅助评估器件质量及表面处理效果。



    图1 SnOx成分半导体器件示意图


    由于形成SnOx成分区域的尺寸较小,测试时采用小束斑XPS测试+SnapMap快照成像解决方案:

    小束斑XPS测试:采用10um束斑,直接聚焦到窄条形区域,可快速得到样品表面元素及其化学态信息,辅助确定SnOx具体成分。


    SnapMap快照成像测试:Nexsa G2成像速度快,可快速得到样品表面元素及其化学态在面内分布信息,辅助评估SnOx成分分布及其扩散情况。


    样品采用赛默飞Nexsa 系列最 新表面分析平台Nexsa G2进行测试。Nexsa G2是一款自动化程度高、小束斑性能优异;同时,也可实现多技术联用的高性能、高效率表面分析平台。设备特色的SnapMap快照成像功能,成像测试速度快,可实现高效成像分析。设备如下图2所示。



    图2 赛默飞Nexsa G2 XPS产品


    03

    SnOx成分半导体器件小束斑XPS+SnapMap快照成像测试结果分析

    3.1

    SnOx成分半器件小束斑XPS测试结果分析


    由于形成SnOx成分区域的尺寸较小,为快速分析此区域表面元素及化学态信息,采用小束斑(10μm),直接聚焦到样品窄条形区域进行测试,SnOx成分区域表面XPS测试数据如下图3所示:



    图3 SnOx成分区域表面小束斑XPS测试谱图及定量结果


    由上图SnOx成分区域常规XPS数据,可得到如下信息:

    由O1s谱图,可看到此区域表面氧元素表现出不同化学态,主要为C-O/C=O污染成分和Sn-O成分。比较氧元素中Sn-O成分和氧化态锡元素相对含量,可看到:

    原子百分比(At%):


    Sn(Oxide):O(Sn-O)≈1:2,可判断SnOx成分主要为SnO2。


    此区域表面含较多Au元素。


    此区域表面含较多C元素,可判断表面有一定程度污染。


    3.2

    SnOx成分半导体器件SnapMap快照成像测试结果分析

    为分析形成SnOx成分的分布及扩散情况,采用小束斑(10um),选择Sn/Au/O元素进行SnapMap快照成像,成像区域大小:250μm╳250μm。元素成像图如下图4所示(成像图颜色以热图模式显示)。


    图4 Au/Sn元素成像图及叠加图


    由上成像图,可快速得到Au/Sn元素在面内分布情况。颜色越亮,表示对应成分含量越多:


    分析Au/Sn元素成像谱图,可直观看到Au、Sn元素在面内分布区域互补。


    分析Au/Sn元素成像谱图叠加,可直观看到Au、Sn两元素在面内分布情况;同时,可快速判断形成的SnOx成分没有出现明显扩散情况。


    此外,对Au/Sn/O元素成像图进行了进一步处理。在成像谱图中,选10um╳10um的小尺寸区域,直接聚焦到Au/Sn元素分布特征区域回溯成谱,将成像图转化成XPS谱图,可快速分析不同区域元素及化学态差异,辅助进一步确认SnOx成分及其扩散情况。Au/Sn/O元素成像图不同区域回溯成谱,如下图5所示。



    图5  Au/Sn/O元素成像图不同位置回溯成谱


    由上图,分析Au/Sn/O元素成像图不同位置回溯成的XPS谱图,可直观看到:


    SnOx成分区域表面检出明显Sn元素信号;同时,此区域也含有一定量Au元素。由Au/Sn/O元素不同化学态含量表格,可看到Sn(Oxide):O(Sn-O)≈1:2,进一步确定SnOx区域成分为SnO2。


    Au元素区域表面未检出Sn信号,说明SnOx成分在此区域没有出现明显扩散情况。

    为进一步判断SnOx成分在与Au分布区域交界处是否存在扩散情况,对Sn元素成像图进行线扫描处理,将成像图转化成Sn元素计数率随距离变化图,如下图6所示。


    图6 Sn元素成像图线扫描


    由上图Sn元素线扫描图,可直观看到SnOx成分在Au/Sn交界处也没有出现明显扩散情况。说明对Au箔处理后,处理效果好,形成SnOx成分的窄条形区域质量好。


    04 小结

    本文通过赛默飞最 新一代XPS表面分析平台Nexsa G2对金箔表面处理形成SnOx成分的小条形区域进行小束斑XPS+SnapMap快照成像测试,得到了丰富的样品信息。


    小束斑XPS测试:Nexsa G2,可实现束斑大小10~400um连续可调,小束斑下也具有极 佳测试灵敏度,保证测试谱图质量。对于这类特殊小尺寸样品,直接选择小束斑,聚焦到小尺寸区域,可快速得到样品表面元素及其化学态信息。通过这些信息,可辅助快速判断样品表面处理形成的SnOx成分为SnO2。


    SnapMap快照成像测试:Nexsa G2特色SnapMap快照成像功能,可实现高效成像测试,快速得到不同元素及化学态在面内分布信息。通过分析Au/Sn/O元素成像图,可进一步确定SnOx成分为SnO2;同时,可确定SnOx成分没有出现扩散情况,说明样品表面处理效果较好,形成SnOx成分的窄条形区域质量好。


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应用分享丨Nexsa G2小束斑+特色SnapMap快照成像功能分析SnOₓ成分半导体器件

01前言

近几年来,随着国内科技产业的不断升级,对微电子器件的需求日益增加。特别是高科技产品的快速发展,比如智能手机、电脑、无人机、新能源汽车、智能机器人等,对高性能微电子器件的需求更是呈指数级增长,这使得微电子器件自然而然就成为人们研究的热点材料。在微电子器件的研究中,通常需要对微电子器件表面进行各种加工、改性处理,来使其具有不同的性能。由于X射线光电子能谱仪(XPS)是一种表面分析技术,随着商业化XPS设备的普及,其在微电子器件研究中的应用越来越广泛,逐渐成为微电子器件研究中不可或缺的分析手段。


本文将通过赛默飞最 新一代XPS表面分析平台Nexsa G2对半导体器件表面形成的窄条形SnOx成分进行小束斑+特色SnapMap快照成像测试,展示如何通过设备小束斑+成像功能,快速全面分析这类特殊小尺寸半导体器件表面成分及其在面内分布情况,来辅助评估表面处理效果及器件质量。


02样品情况、测试方案及测试设备

样品如下图1所示,为表面喷金形成的金箔,对金箔进行处理,中间形成了窄条形的SnOx成分,尺寸约22um(宽)╳193um(长),需要确定SnOx具体成分及其是否在金箔中有扩散,来辅助评估器件质量及表面处理效果。



图1 SnOx成分半导体器件示意图


由于形成SnOx成分区域的尺寸较小,测试时采用小束斑XPS测试+SnapMap快照成像解决方案:

小束斑XPS测试:采用10um束斑,直接聚焦到窄条形区域,可快速得到样品表面元素及其化学态信息,辅助确定SnOx具体成分。


SnapMap快照成像测试:Nexsa G2成像速度快,可快速得到样品表面元素及其化学态在面内分布信息,辅助评估SnOx成分分布及其扩散情况。


样品采用赛默飞Nexsa 系列最 新表面分析平台Nexsa G2进行测试。Nexsa G2是一款自动化程度高、小束斑性能优异;同时,也可实现多技术联用的高性能、高效率表面分析平台。设备特色的SnapMap快照成像功能,成像测试速度快,可实现高效成像分析。设备如下图2所示。



图2 赛默飞Nexsa G2 XPS产品


03

SnOx成分半导体器件小束斑XPS+SnapMap快照成像测试结果分析

3.1

SnOx成分半器件小束斑XPS测试结果分析


由于形成SnOx成分区域的尺寸较小,为快速分析此区域表面元素及化学态信息,采用小束斑(10μm),直接聚焦到样品窄条形区域进行测试,SnOx成分区域表面XPS测试数据如下图3所示:



图3 SnOx成分区域表面小束斑XPS测试谱图及定量结果


由上图SnOx成分区域常规XPS数据,可得到如下信息:

由O1s谱图,可看到此区域表面氧元素表现出不同化学态,主要为C-O/C=O污染成分和Sn-O成分。比较氧元素中Sn-O成分和氧化态锡元素相对含量,可看到:

原子百分比(At%):


Sn(Oxide):O(Sn-O)≈1:2,可判断SnOx成分主要为SnO2。


此区域表面含较多Au元素。


此区域表面含较多C元素,可判断表面有一定程度污染。


3.2

SnOx成分半导体器件SnapMap快照成像测试结果分析

为分析形成SnOx成分的分布及扩散情况,采用小束斑(10um),选择Sn/Au/O元素进行SnapMap快照成像,成像区域大小:250μm╳250μm。元素成像图如下图4所示(成像图颜色以热图模式显示)。


图4 Au/Sn元素成像图及叠加图


由上成像图,可快速得到Au/Sn元素在面内分布情况。颜色越亮,表示对应成分含量越多:


分析Au/Sn元素成像谱图,可直观看到Au、Sn元素在面内分布区域互补。


分析Au/Sn元素成像谱图叠加,可直观看到Au、Sn两元素在面内分布情况;同时,可快速判断形成的SnOx成分没有出现明显扩散情况。


此外,对Au/Sn/O元素成像图进行了进一步处理。在成像谱图中,选10um╳10um的小尺寸区域,直接聚焦到Au/Sn元素分布特征区域回溯成谱,将成像图转化成XPS谱图,可快速分析不同区域元素及化学态差异,辅助进一步确认SnOx成分及其扩散情况。Au/Sn/O元素成像图不同区域回溯成谱,如下图5所示。



图5  Au/Sn/O元素成像图不同位置回溯成谱


由上图,分析Au/Sn/O元素成像图不同位置回溯成的XPS谱图,可直观看到:


SnOx成分区域表面检出明显Sn元素信号;同时,此区域也含有一定量Au元素。由Au/Sn/O元素不同化学态含量表格,可看到Sn(Oxide):O(Sn-O)≈1:2,进一步确定SnOx区域成分为SnO2。


Au元素区域表面未检出Sn信号,说明SnOx成分在此区域没有出现明显扩散情况。

为进一步判断SnOx成分在与Au分布区域交界处是否存在扩散情况,对Sn元素成像图进行线扫描处理,将成像图转化成Sn元素计数率随距离变化图,如下图6所示。


图6 Sn元素成像图线扫描


由上图Sn元素线扫描图,可直观看到SnOx成分在Au/Sn交界处也没有出现明显扩散情况。说明对Au箔处理后,处理效果好,形成SnOx成分的窄条形区域质量好。


04 小结

本文通过赛默飞最 新一代XPS表面分析平台Nexsa G2对金箔表面处理形成SnOx成分的小条形区域进行小束斑XPS+SnapMap快照成像测试,得到了丰富的样品信息。


小束斑XPS测试:Nexsa G2,可实现束斑大小10~400um连续可调,小束斑下也具有极 佳测试灵敏度,保证测试谱图质量。对于这类特殊小尺寸样品,直接选择小束斑,聚焦到小尺寸区域,可快速得到样品表面元素及其化学态信息。通过这些信息,可辅助快速判断样品表面处理形成的SnOx成分为SnO2。


SnapMap快照成像测试:Nexsa G2特色SnapMap快照成像功能,可实现高效成像测试,快速得到不同元素及化学态在面内分布信息。通过分析Au/Sn/O元素成像图,可进一步确定SnOx成分为SnO2;同时,可确定SnOx成分没有出现扩散情况,说明样品表面处理效果较好,形成SnOx成分的窄条形区域质量好。


2023-01-10 13:42:12 363 0
数码显微镜在电子半导体行业的应用案例分享

面对电子半导体行业研发、品质的各种观察、分析、测量要求。

比如打线结合,BGA高度,镀层的表面通常很难直观地观察及测量,但是基恩士VHX-7000N系列高清数码显微镜能够提供精 准的数据支持和高清结构观察。


金线高度检测


BGA高度检测


同时也能直接观察和测量镀层表面面积占比,为改善镀层工艺提供更精 准的数据参考。


连接器镀层检测


2023-05-23 15:45:35 118 0
应用分享丨透射电镜中自动化纳米颗粒分析对于催化剂领域的应用

众所周知,催化是现代工业中极其重要的领域,大约90%的工业流程都与催化有关。在催化过程中,我们利用催化剂来改变化学反应速率,对化学反应进行选择和调控。催化在合成氨工业、石油炼制、精细化学的合成、高聚物的合成、食品加工以及光催化和电催化等新能源领域起到非常重要的作用。大量的催化基础和应用研究显示, 催化反应事实上是发生在纳米尺度上的反应, 不论是液相的原子簇催化剂, 担载的金属和金属氧化物催化剂, 抑或多孔的分子筛催化剂, 它们体现催化活性的活性ZX的尺度就在纳米甚至亚纳米尺度,譬如优良的燃料电池催化剂中贵金属Pt的粒子平均直径大约2~3纳米,而绝大多数贵金属催化剂纳米颗粒的尺寸都在1纳米至100纳米之间。而对于获得此类纳米尺度的催化剂颗粒的微观形貌和成分信息,高分辨率透射电子显微镜配合X射线能谱是一种无可替代的表征方式。使用高分辨率透射电子显微镜,我们可以直接得到催化剂纳米颗粒的大小、形状、化学组成以及在载体上的分布位置等相关参数。而想要得到具有统计相关性并且高JZ度的数据,取决于纳米颗粒形貌的规则性,少则500个颗粒,多则几千个颗粒,都需要进行独立的电镜表征和参数分析。目前,研究人员通过手动图像采集和表征,一天最多大约能分析30个颗粒,所以通常情况下,表征一个样品需要数天的时间,这是一个枯燥以及漫长的工作过程。


Thermo ScientificZX推出的自动化纳米颗粒表征工作流程APW (Automated Particle Workflow),基于高分辨率透射电子显微镜平台,结合独特的大视野高分辨图像采集软件MAPS,电镜操作软件Velox以及先进的Avizo图像数据分析处理软件,进行全自动化图像采集以及实时的纳米颗粒数据分析。APW提供整体优化解决方案,以全自动化和无人值守的方式采集数据和进行动态数据处理。APW帮助客户摆脱手动费时和繁琐的催化剂纳米颗粒分析,并且在此过程中,无需透射电镜专家的介入,操作就如同使用咖啡机一样容易。APW可以帮助实现更快的样品周转率,有效利用透射电镜运行时间,通过无人值守和可重复过程来降低每个样品的表征成本,并通过强大而快速的新材料筛选来实现新产品开发的革新过程。通过使用APW,客户有更多的时间从事与研究相关的工作,并以更高的统计量和更高的JZ度来表征更多的催化剂样品。

图1丨使用APW进行自动化大面积TEM图像采集以及单个纳米颗粒参数分析. 

Sample courtesy of Prof. B. Gorman and Prof. R. Richards, Colorado School of Mines.

图2丨使用APW进行混合金属纳米颗粒镍/铁/银/锌样品的图像采集和参数分析. 

不同的颜色代表了不同的金属元素。

图3丨图2中镍纳米颗粒参数的统计分析。不同的颜色代表不同的颗粒大小,左下图展示了镍纳米颗粒的表面积和直径的统计分布,右图中展示了具体的单个纳米颗粒的直径和表面尺寸等参数。

图4丨氧化铝载体上的金纳米催化剂颗粒的APW数据采集和分析展示,

下图显示了金纳米颗粒的直径参数统计分布。

2020-10-16 10:00:10 739 0
吉时利源表在半导体器件C-V特性测量的应用

电容-电压(C-V)测量广泛用于测量半导体参数,尤其是MOS CAP和MOSFET结构,C-V 测试可以方便的确定二氧化硅层厚度dox、衬底掺杂浓度N、氧化层中可动电荷面密度Q1、和固定电荷面密度Qfc等参数。

C-V测试方法

进行 C-V 测量时,通常在电容两端施加直流偏压,同时利用一个交流信号进行测量。一般这类测量中使用的交流信号频率在10KHz 到10MHz 之间。所加载的直流偏压用作直流电压扫描,扫描过程中测试待测器件待测器件的交流电压和电流,从而计算出不同电压下的电容值。

C-V测试系统

LCR表与待测件连接图

MOS电容的C-V测试系统主要由源表、LCR 表、探针台和上位机软件组成。LCR 表支持的测量频率范围在 0.1Hz~30MHz。源表(SMU) 负责提供可调直流电压偏置,通过偏置夹具盒CT8001 加载在待测件上。以PCA1000LCR表和吉时利2450源表组成的C-V 测试系统为例,可以满足精确测量的要求:

吉时利2450系统级应用优势

吉时利2450型触摸屏数字源表是一款集I—V特性测试、曲线追踪仪和半导体分析仪功能于一体的低成本数字源表。吉时利2450丰富的功能也让它非常适合集成到自动测试系统中:

●嵌入式测试脚本处理器 (TSP):它将完整的测度程序加载到仪器的非易失性存储器,无需依赖外部PC控制器,产能更高。

●TSP-Link通信总线:支持测试系统扩展,实现多台2450仪器和其他基于TSP技术仪器的系统拓展,拓展的测试系统最多可连接32台2450,在一台主仪器的TSP控制下进行多点或多通道并行测试。

●兼容的2400工作模式:除了2450 SCPI工作模式, 2450还支持2400 SCPI工作模式,并兼容现有的2400 SCPI程序。这保护了用户的软件投资,避免仪器升级换代所带来测试软件的转换工作。

●PC连接和自动化:后面板三同轴电缆连接端口、仪器通信接口(GPIB、USB 2.0和LXI/Ethernet)、D型9针数字I/O端口(用于内部/外部触发信号及机械臂控制)、仪器安全互锁装置及TSP-Link连接端口简化多仪器测试系统的集成。

安泰测试作为泰克吉时利长期合作伙伴,专业提供设备选型和测试方案的提供,为西安多家企业和院校提供吉时利源表现场演示,并获得客户的高度认可,如果您想了解吉时利源表更多应用方案,欢迎访问安泰测试网。


2020-10-15 11:24:37 346 0
谁知道数码相机成像器件有哪些?
 
2013-10-20 23:32:30 385 1
半导体光电子器件的原理简介
 
2018-11-12 20:08:42 231 0
半导体三极管属于什么控制器件
一个填空题,希望电子信息相关专业的大虾回答下,谢谢! 半导体三极管属____控制器件,而场效应管属于_____控制器件。
2010-12-01 00:55:43 1144 2
热点应用丨OLED的光致发光和电致发光共聚焦成像

要点



光致发光和电致发光是有机发光二极管(OLED)视觉显示发展的重要技术。

与共聚焦显微镜相结合,使用RMS1000共聚焦显微拉曼光谱仪对OLED器件的光电特性进行成像研究。
光谱和时间分辨成像获得了比宏观测试更详细的器件组成和质量信息。

介绍



近年来,有机发光二极管(OLED)已成为高端智能手机和电视全彩显示面板的领先技术之一1。使用量的快速增长是因为OLED提供了比液晶显示器(LCD)更卓 越的性能。例如,它们更薄、更轻、更灵活、功耗更低、更明亮2

在典型的OLED器件中,电子和空穴被注入到传输层中,然后在中心掺杂发光层中复合。这种复合产生的能量通过共振转移到掺杂分子中,从而使其发光。OLED发光的颜色取决于发光层中所掺杂分子的化学结构。当新的有机电致发光器件开发出来时,可以利用光致发光(PL)和电致发光(EL)光谱来表征单个元件和整个器件的光电特性。
在本文中,RMS1000共聚焦显微拉曼光谱仪用于表征四种成像模式下OLED器件的光电特性:PL、EL、时间分辨PL(TRPL)和时间分辨EL(TREL)。使用共聚焦显微拉曼光谱仪来表征OLED的光谱和时间分辨特性获得了比宏观测试更详细的信息。

材料和方法



测试样品为磷光OLED器件,由圣安德鲁斯大学有机半导体光电研究组提供。将样品放置在冷热台(LINKAM)上,通过两个钨探针连接到器件电极上实现成像。使用RMS1000共聚焦显微拉曼光谱仪进行PL、EL、时间分辨PL(TRPL)和时间分辨EL(TREL)成像,如图1。


图1  PL、TRPL、EL和TREL成像的实验装置。

将装载样品的冷热台放置在显微镜样品台上,如图2所示。对于PL测试,使用532 nm CW激光器和背照式CCD探测器;对于TRPL测试,使用外部耦合的EPL-405皮秒脉冲激光器、MCS模式和快速响应的PMT。

对于EL测试,使用Keithley 2450 SMU向OLED器件加电压,并用CCD探测器检测;对于TREL测试,使用Tektronix 31102 AFG向OLED加一系列短脉冲电压,使用MCS模式测试每个脉冲下的衰减。

图2  (a)安装在RMS1000上的冷热台;(b) OLED器件电致发光宽场成像。

测试结果与讨论



大面积光致发光和电致发光光谱成像

OLED首次采用PL和EL光谱相结合的方法进行研究。当使用共聚焦显微拉曼光谱仪成像时,可以表征材料在整个器件中的分布以及在发光强度和颜色均匀性方面的整体质量。图3中的PL成像和相应的光谱提供了器件上4个区域发光层分布的信息,还显示了电极的位置。


图3  (a)OLED器件的PL光谱强度成像;(b)a中标记的点1和点2的PL光谱。


白色和灰色代表PL强度,显示了有机发光层的位置。灰色区域为发光层被顶部电极覆盖的位置。在顶部电极穿过发光层的地方,PL强度降低为未覆盖区域强度的一半以下。这是由于顶部电极材料削弱了激光强度和光致发光强度。

对于EL成像,钨探针连接到与区域2相交的电极上。图4中得到的EL图像和相应的光谱表明了EL发光仅发生在区域2中的发光层与电极重叠的区域。在PL成像中,空间分辨率主要取决于样品上激光光斑的大小。而在EL成像中,由于没有激光,因此是通过改变共焦针孔直径来改变空间分辨率(将针孔直径减小到25 μm)。


图4  (a)OLED器件的EL光谱强度成像;(b)a中标记的点1和点2的EL光谱。


EL强度在整个有源像素上不均匀,这对器件的质量有影响。在区域外边缘有两个(白色)垂直条带,强度比其余部分强。此外,存在许多EL强度降低的非发光区域。这表明器件有缺陷,理想情况下,OLED将在每个像素上呈现出密集和均匀的发光。
高分辨率光致发光和电致发光光谱成像
为了进一步研究,使用PL和EL对EL有源像素上的较小区域(图5a和图5b)进行高分辨成像。图5b网格内的上部区域是发光层与电极重叠的地方,下部区域是单独的发光层。
图5c为 PL强度成像,再次表明被电极覆盖的发光层PL强度小于未覆盖的发光层。PL峰值波长图像(图5d)表明,有电极覆盖的发光层与未覆盖的发光层(611 nm)相比,PL发射峰发生红移(620 nm)。峰值波长的变化表明在不同的区域中能级不同。

图5  (a) OLED器件电致发光宽场成像;(b)a网格内的高分辨率宽场成像;(c)PL强度成像;(d)相同区域的PL峰值波长成像;(e)EL强度成像;(f)相同区域的EL峰值波长成像。


EL成像显示,与其余部分相比发射强度较弱的缺陷(图5e)波长发生明显红移(图5f)。这是由于缺陷处的EL能带的信号强度降低以及在662 nm处EL能带信号强度同时增加引起的。另外,在EL有源区域的最 底部的区域中,发生蓝移,这与在PL图像上看到的波长变化一致。
高分辨率时间分辨光致发光和电致发光成像
为获得额外信息,在同一区域进行TRPL和TREL成像,如图6所示。分别用激光脉冲和电脉冲,在MCS模式下测试614 nm处OLED的PL和EL衰减。利用单指数模型拟合衰减曲线。
在图6a的TRPL成像中,EL活性区域(上部区域)中的PL寿命比EL非活性区域(下部区域)中的PL寿命短大约200 ns。如图6c所示,分别为800 ns和600 ns。这里观察到与图4中PL强度和波长图像的类似梯度,沿图向下方向的发射强度增强,并且发生了蓝移。因此,根据TRPL数据可得:当光激发时,通过掺杂带可获得不同的能级。在图6b中的TREL成像中,整个区域的寿命相似,大约为470 ns。发现EL寿命显著短于相同区域的PL寿命。

图6   (a)OLED的时间分辨PL成像;(b)OLED的时间分辨EL成像;(c)a中选定区域的PL衰减曲线;(d)b中图像的EL衰减曲线。


结论



RMS1000共聚焦显微拉曼光谱仪用于测试OLED器件的PL、EL、TRPL和TREL成像。这些不同的成像模式提供了关于发光层和电极在整个器件中位置的详细信息,在工作条件下器件的发光强度和颜色均匀性,以及关于PL和EL过程中带隙能量的相对信息。


参考文献



1. A. Salehi et al., Recent Advances in OLED Optical Design, Adv. Funct. Mater., 2019, 29, 1808803, DOI: 10.1002/adfm.201808803.

2. J. M. Ha et al., Recent Advances in Organic Luminescent Materials with Narrowband Emission, NPG Asia Mater., 2021, 13, 1–36, DOI: 10.1038/s41427-021-00318-8.


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2023-08-21 11:41:24 656 0
离子研磨仪在半导体失效分析中的应用案例分享


失效分析是对于电子元件失效原因进行诊断,在进行失效分析的过程中,往往需要借助仪器设备,以及化学类手段进行分析,以确认失效模式,判断失效原因,研究失效机理,提出改善预防措施。其方法可以分为有损分析,无损分析,物理分析,化学分析等。其中在进行微观形貌检测的时候,尤其是需要观察断面或者内部结构时,需要用到离子研磨仪+扫描电镜结合法,来进行失效分析研究。


离子研磨仪目前是普遍使用的制样工具,可以进行不同角度的剖面切削以及表面的抛光和清洁处理,以制备出适合半导体故障分析的 SEM 用样品。


离子研磨仪

TECHNOORG LINDA


扫描电镜

Phenom SEM


01 离子研磨仪的基本原理


晶片失效分析思路和方法

案例分享 1


优先判断失效的位置


锁定失效分析位置后,决定进行离子研磨仪进行切割


离子研磨仪中进行切割


切割后的样品,放大观察


放大后发现故障位置左右不对称


进一步放大后,发现故障位置挤压变形,开裂,是造成失效的主要原因


变形开裂位置

放大倍数:20,000x


变形开裂位置

放大倍数:40,000x


IC封装测试失效分析

案例分享 2


1、对失效位置进行切割


2、离子研磨仪中进行切割


3、位置1. 放大后发现此处未连接。放大倍数:30,000x


4、位置2. 放大后发现此处开裂。放大倍数:50,000x


PCB/PCBA失效分析

案例分享 3



离子研磨仪

SC-2100


  • 适用于离子束剖面切削、表面抛光

  • 可预设不同切削角度制备横截面样品

  • 可用于样品抛光或最 终阶段的细抛和清洁

  • 超高能量离子枪用于快速抛光

  • 低能量离子枪适用后处理的表面无损细抛和清洁

  • 操作简单,嵌入式计算机系统,全自动设定操作

  • 冷却系统标准化,应用于多种类样本

  • 高分辨率彩色相机实现实时监控抛光过程



2022-03-15 12:34:22 222 0
为什么扫描电镜(SEM)的束斑直径那么重要
 
2018-01-06 22:04:40 397 1
半导体的应用
 
2018-11-29 13:41:43 346 0
吉时利半导体器件C-V特性测试方案

交流C-V测试可以揭示材料的氧化层厚度,晶圆工艺的界面陷阱密度,掺杂浓度,掺杂分布以及载流子寿命等,通常使用交流C-V测试方式来评估新工艺,材料, 器件以及电路的质量和可靠性等。比如在MOS结构中, C-V测试可以方便的确定二氧化硅层厚度dox、衬底 掺杂浓度N、氧化层中可动电荷面密度Q1、和固定电 荷面密度Qfc等参数。

C-V测试要求测试设备满足宽频率范围的需求,同时连线简单,系统易于搭建,并具备系统补偿功能,以补偿系统寄生电容引入的误差。

进行C-V测量时,通常在电容两端施加直流偏压,同时利用一个交流信号进行测量。一般这类测量中使用的交流信号频率在10KHz到10MHz之间。所加载的 直流偏压用作直流电压扫描,扫描过程中测试待测器件待测器件的交流电压和电流,从而计算出不同电压下的电容值。


在CV特性测试方案中,同时集成了美国吉时利公司源表(SMU)和合作伙伴针对CV测试设计的专用精 密LCR分析仪。源表SMU可以输出正负电压,电压 输出分辨率高达500nV。同时配备的多款LCR表和 CT8001 直流偏置夹具,可以覆盖 100Hz~ 1MHz 频 率和正负200V电压范围内的测试范围。

方案特点:

★包含C-V(电容-电压),C-T(电容-时间),C-F (电容-频率)等多项测试测试功能,C-V测试可同时支持测试四条不同频率下的曲线

★测试和计算过程由软件自动执行,能够显示数据和 曲线,节省时间

★提供外置直流偏压盒,偏压支持到正负200V, 频率范围 100Hz - 1MHz。

★支持使用吉时利24XX/26XX系列源表提供偏压

测试功能:

电压-电容扫描测试

频率-电容扫描测试

电容-时间扫描测试

MOS器件二氧化硅层厚度、衬底掺杂浓度等参数的计算

原始数据图形化显示和保存

MOS电容的 C-V 特性测试方案

系统结构:

系统主要由源表、LCR 表、探针台和上位机软件组成。 LCR 表支持的测量频率范围在0.1Hz~ 30MHz。源表 (SMU)负责提供可调直流电压偏置,通过偏置夹具盒 CT8001加载在待测件上。

LCR 表测试交流阻抗的方式是在 HCUR 端输出交流电 流,在 LCUR 端测试电流,同时在 HPOT 和 LPOT 端 测量电压值。电压和电流通过锁相环路同步测量,可 以精确地得到两者之间的幅度和相位信息,继而可以推算出交流阻抗参数。


典型方案配置:


系统参数:

下表中参数以 PCA1000 LCR 表和 2450 源表组成的 C-V测试系统为例:


安泰测试已为西安多所院校、企业和研究所提供吉时利源表现场演示,并获得客户的高度认可,安泰测试将和泰克吉时利厂家一起,为客户提供更优质的服务和全面的测试方案,为客户解忧。


2019-09-06 13:43:11 403 0

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