Mjerenje katodoluminacije (CL) je moćna analitička tehnika koja se koristi za proučavanje optičkih i elektroničkih svojstava poluvodičkih materijala, uključujući silicijumske vaflere. Kao dobavljač od 6 inča silicijum (150 mm) [/silicon-wafer/poling-silicon-wafer/6-inch-silicon-wafer-150mm.html], razumijevanje katodoluminiscencije mjerenje naših proizvoda ključno je za osiguranje njihovog kvaliteta i performansi u različitim aplikacijama.
Osnove katodoluminacije
Katodoluminiscencija je emisija svjetlosti iz materijala kada se bombardira visokim - energijskim elektronima. Kad se elektronska greda namera na poluvodiču poput našeg 6-inčnog silikona, incidentni elektroni prenose energiju u elektrone u materijalu. Ovi uzbuđeni elektroni se zatim opuštaju za niže energetske države, oslobađajući višak energije u obliku fotona.
Osnovna postavka za mjerenje katodoluminacija obično se sastoji od izvora elektrona (poput elektronskog pištolja u mikroskop skenirajućem elektronom), držač uzorka za silikonski remen i svjetlo - sistem za otkrivanje. Sistem za otkrivanje svjetla može sadržavati spektrometar za analizu talasne dužine emitirane svjetlosti i detektora za mjerenje intenziteta emisije.
Zašto mjerenje katodoluminacije za 6 - inčni silikonski vafli?
Detekcija oštećenja
Silicijume, čak i u visokim - kvalitetnim onima koji isporučujemo, mogu imati različite nedostatke kao što su dislokacije, nečistoće i slaganje grešaka. Ovi nedostaci mogu djelovati kao neaktivni ili radijacijski centri rekombinacije. U katodoluminiscenciju, prisustvo nedostataka može uzrokovati karakteristične promjene u emisiji emisiju. Na primjer, određene nečistoće mogu uvesti nivo energije u okviru pojaseva Silikona, što dovodi do dodatnih vrhova emisija u CL spektrom. Analizom ovih vrhova možemo identificirati i kvantificirati vrste i koncentracije oštećenja u 6-inčnim silikonskim vafli.
Materijalna homogenost
Jedinstvenost silikonskog vafla od suštinskog je značaja za njegovu izvedbu iz izrade poluvodičkih uređaja. Katodoluminiscence se može koristiti za mapiranje svojstava materijala u cijeloj površini od 6 - inča. Skeniranjem elektronskog snopa preko rezine i snimanjem intenziteta i spektralnih karakteristika, možemo stvoriti kartu CL-a. Varijacije u CL mapi mogu ukazivati na razlike u materijalnom sastavu, dopingima ili kristalnoj kvaliteti. To nam pomaže da osiguramo da su 6 - inčni silikonski vafli koje isporučujemo homogeni i udovoljavaju strogim zahtjevima naših kupaca.
Bandgap i analiza elektroničke strukture
Bandgap Silicon-a je temeljna imovina koja određuje svoje električno i optičko ponašanje. Katodoluminiscencija može pružiti informacije o efektivnom pojasu Silikonskog vafla. Vršna talasna dužina CL emisije povezana je sa energetskom razlikom između uzbuđenih i opuštenih stanja elektrona. Mjerom CL spektra možemo procijeniti opsegu energije silikona u vaflu. Ovo je važno jer bi se pojasni pogodili faktori kao što su doping i rešetkasti naprezanje, a precizno znanje o bendu ključno je za dizajniranje poluvodičkih uređaja.
Koraci u katodoluminiscenciji mjerenje 6 - inčnih silikonskih vafla
Priprema uzorka
Prije izvedbe katodoluminiscencencencecencence, 6 - inčni silikonski vafli treba pravilno pripremiti. Površina rezine treba biti čista i glatka. Bilo koji kontaminanti na površini može ometati elektron - uzorak interakcije i uticati na CL signal. Obično se vafli čisti koristeći standardne postupke čišćenja poluvodiča, kao što su RCA čišćenje, za uklanjanje organskih i neorganskih kontaminanata.
Kalibracija instrumenata
Prije upotrebe treba kalibrirati sistem za mjerenje katodolumincije. To uključuje kalibraciju energije elektronske grede, struje snopa i sistem za otkrivanje svjetla i svjetla. Elektronska energija snopa utječe na dubinu prodora elektrona u silikonsku vaflu i prijenos energije do uzorka elektrona. Trenutačna struja određuje broj elektrona koji udaraju uzorak po jedinici vremena, što zauzvrat utječe na intenzitet emisije CL-a. Kalibracija sistema za otkrivanje - otkrivanje osigurava precizno mjerenje talasne dužine i intenziteta emitirane svjetlosti.
Merenje i prikupljanje podataka
Nakon što se uzorak pripremi i instrument je kalibriran, 6 - inčni silikonski vafli nalazi se u držač uzorka. Elektronska greda se zatim skenira preko površine vafla, a emisija CL-a je snimljena na svakom trenutku. Sistem za prikupljanje podataka bilježi informacije o intenzitetu CL i spektralne informacije koje se mogu koristiti za stvaranje CL karata i analizirati emisijski spektar.
Analiza podataka
Nakon prikupljanja podataka, analiziraju se podaci CL-a. To uključuje identifikaciju vrhova u emisijskom spektru, mjerenju njihovih talasnih dužina i intenziteta i uspoređujući ih sa poznatim referentnim spektrom. KL kapsi se takođe analiziraju kako bi se procijenilo uniformnost vafla. Statistička analiza može se koristiti za kvantificiranje varijacija u Svojstvu CL-a preko površine od 6 - inča.
Poređenje s drugim tehnikama mjerenja
X - Ray Diffration (XRD)
XRD se uglavnom koristi za proučavanje kristalne strukture silikonskih vafla, poput rešetkih parametara i orijentacije kristala. Iako može otkriti neke vrste oštećenja vezanih za kristalnu strukturu, ne pruža izravne informacije o optičkim i elektroničkim svojstvima materijala poput katodoluminacije. Katodoluminiscencija je osjetljivija na elektroničke države i prisutnost nedostataka koji utječu na procese zračenja zračenja.
Raman spektroskopija
Raman spektroskopija je još jedna tehnika koja se koristi za analizu silikona. Mjeri neelastično rasipanje svjetlosti sa rešenim vibracijama u silikonu. Raman spektroskopija može pružiti informacije o kristalnoj kvaliteti i prisutnosti stresa u vaflu. Međutim, ne mjeri direktno elektroničke prijelaze i emisiju svjetlosti kao katodoluminiscencije. CL je više fokusiran na procese zračenja i može pružiti jedinstvene informacije o energetskim nivoima i defektima na stanjama silikona.
Primjene od 6 - inčnih silicijuma i ulogu CL mjerenja
Integrisani proizvodnja krugova
6 - inčni silicijum vafli široko se koriste u proizvodnji integriranih krugova. Kvaliteta vafla, kako je određena mjerenjima katodoluminacije, direktno utječe na performanse i prinos gotovih uređaja. Otkrivanjem i kontrolom nedostataka u kafićima putem CL analize možemo osigurati da integrirani krugovi imaju bolju električne karakteristike i niže stope kvara.
Fotonaponske ćelije
U fotonaponskoj industriji, 6 - inčni silikonski vafli koriste se za pravljenje solarnih ćelija. Učinkovitost solarne ćelije usko je povezana sa kvalitetom materijala silikonskog vafla. Mjerenje katodoluminacije može pomoći identificirati nedostatke koji mogu smanjiti svjetlost - apsorpciju i punjenje - efikasnost prikupljanja solarnih ćelija. Korištenjem visokokvalitetnih 6 - inčnih silikonskih vafla sa malim denzitetima, kako je potvrđeno od CL-a, možemo doprinijeti proizvodnjoj efikasnijoj fotonaponskim ćelijama.
Ostale veličine silikonskih vafla i kl mjerenja
Iako je naš fokus na 6 - inčnim silicijum, mjerenje katodoluminacije može se primijeniti i na ostale veličine silikonskih vafla, poput 3 inča silikonskih vafla (76,2mm) [/silicon-wafer/3inch-silicon-wafer-76-2mm.html] i 12 inča silicijum (300 mm) [/silicon-wafer/poling-silicon-wafer/12inch-silicon-wafer-300mm.html]. Osnovna načela Mjerenja CL-a ostaju isti, ali veća veličina od 12 - inčnih kafića može zahtijevati naprednije skeniranje i podatke - tehnike stjecanja kako bi se osigurala puna pokrića. Manji 3-inčni vafli mogu se koristiti u nekim nišnim aplikacijama, a CL mjerenje i dalje može igrati ključnu ulogu u osiguravanju njihovog kvaliteta.
Zaključak i poziv na akciju
Mjerenje katodoluminacije je neprocjenjiv alat za razumijevanje svojstava od 6 - inčnih silikonskih vafla. Omogućuje nam otkriti nedostatke, procjenjujući materijalnu homogenost i analizirati elektroničku strukturu vafla. Kao dobavljač visokog kvaliteta - kvalitetni 6 - inčni silicijum, koristimo mjerenje katodoluminacija u sklopu našeg kvaliteta - kontrolnog procesa kako bismo osigurali da naši proizvodi ispunjavaju najviše standarde.
Ako se na tržištu nalazite za 6 - inčni silikonski vafli ili druge veličine silikonskih vafla, a vi se brinete za kvalitetu i performanse vafla, mi smo tu da pomognemo. Naši vafli su strogo testirani koristeći napredne tehnike poput mjerenja katodolumina da bi se osigurala njihova pouzdanost i prikladnost za vaše specifične aplikacije. Kontaktirajte nas da započnemo diskusiju o vašim zahtjevima i načinu na koji naši proizvodi mogu udovoljiti vašim potrebama.
Reference
- Goldstein, Ji, Newbury, DE, Echlin, P., Joy, DC, Romig, oglas, Lyman, CE, ... & Michael, JR (2017). Skeniranje elektrona mikroskopije i X - Ray mikroanalize. Springer.
- Jain, S., & Das, SK (2013). Poluvodički materijal i karakterizacija uređaja. John Wiley & Sons.