Halbleiter & Photovoltaik

Umfassende Halbleiteranalysen mit Raman- und Photolumineszenz-Techniken

Raman- und PL-Imaging sind komplementäre Techniken, die sich ideal kombinieren lassen. Sie ermöglichen Forschern und Herstellern tiefe Einblicke in ihre Materialien um Materialeigenschaften zu optimieren und die Qualität der Endprodukte sicherzustellen.

• Die Raman-Mikroskopie liefert detaillierte Informationen über die Kristallstruktur und Zusammensetzung von Halbleitern und ermöglicht verlässliche Aussagen zur Materialhomogenität. Mithilfe von Raman können Materialdefekte, mechanische Spannungsfelder und Eigenschaften wie Dotierung und Kristallinität effektiv detektiert werden, ohne dass die Probe durch eine Probenvorbereitung oder während der Messung beschädigt wird.
• PL-Analysen offenbaren elektronische und optische Eigenschaften von Halbleitern, wie Bandlücken und exzitonisches Verhalten. PL ist besonders effektiv um Materialdefekte wie Stapelfehler und Versetzungsdefekte zu erkennen, die die Leistung der finalen Komponenten erheblich beeinflussen können.

Lesen Sie unsere Application Note Correlative Raman Imaging of Compound Semiconductors für eine Zusammenfassung korrelativer Raman-PL-Messungen in Halbleitermaterialien und Wafern.

Nicht-invasive Raman Tiefenprofilmessungen in Wafern 

Raman-Tiefenscan eines 4H-SiC wafers, der Schichten mit unterschiedlichen Dopingkonzentrationen zeigt.

Die konfokale Raman-Mikroskopie ermöglicht die Analyse von Strukturen innerhalb der Halbleiter, ohne dass ein Querschnitt der Probe angefertigt werden muss. Raman-Tiefenscans in der xz-Ebene sind ideal dafür geeignet, Dotierungsprofile innerhalb eines Wafers zu untersuchen und Schichtdicken zu messen, und gleichzeitig die Integrität der Probe zu erhalten.

In diesem Beispiel hat der Raman-Tiefenscan eines 4H-SiC-Wafers Schichten unterschiedlicher Dotierung detektiert: Das Substrat (blau), eine 1 µm dicke Zwischenschicht (grün) und eine 9 µm dicke epitaktische Schicht (rot). Um die Dicke dieser Schichten genau berechnen zu können, war eine hohe Auflösung in z nötig, die nur aufgrund der hohen Konfokalität des alpha300-Mikroskops möglich war.

Erfahren Sie mehr in unserer Application Note Correlative Raman Imaging of Compound Semiconductors.

Fokusstabilisierung und Topographiemessungen mit TrueSurface

Wie kann in konfokalem Raman Imaging der Fokus selbst über lange Distanzen auf unebenen Oberflächen gewähleistet werden, wie beispielsweise bei Wafer Analysen? 

Die Antwort auf diese Frage ist TrueSurface, unsere patentierte optische Profilometer-Technologie. TrueSurface passt den Fokus während des Imagings kontinuierlich der Oberflächenstruktur der Probe an und gewährleistet so eine außergewöhnliche Fokusstabilität. TrueSurface liefert zusätzlich zu den Messdaten außerdem Informationen zur Probentopographie, in nur einem einzigen Messdurchlauf.

Topographisches Raman-Bild von Mikrostrukturen in Silizium

Korrelative Analyse von Halbleitern

Kombinieren Sie Raman-Mikroskopie mit weiteren Materialanalysemethoden, um noch tiefere Einblicke in die Eigenschaften Ihres Halbleiters zu gewinnen. Der korrelative Ansatz der WITec-alpha300-Mikroskope ermöglicht eine nahtlose Integration von Techniken zur Analyse von chemischen Zusammensetzungen, elektrischen Eigenschaften, topografischen Merkmalen, Elementverteilungen und Erhebung hochauflösender struktureller Daten. Das daraus resultierende umfassende Verständnis hilft Forschern und Entwicklern Halbleitermaterialien für modernste Anwendungen weiter zu optimieren.

• Rasterkraftmikroskopie (AFM)
• Raster-Nahfeld-Mikroskopie (SNOM)
• Rasterelektronenmikroskopie (SEM)
• Zeitkorrelierte Einzelphotonen-Zählung (TCSPC)
• Topografische Messungen

RISE-Mikroskopie (Raman-SEM) an einer LT GaAs-Probe. Das Raman-Bild wurde mit dem SEM-Bild kombiniert. Raman-Bild: Goldsubstrat (gelb), GaAs (rot).

Raman- und AFM-Bildpaare derselben Probenbereiche an drei Positionen eines Wafers.