作為新興半導體材料，第三代半導體以其特有的優(yōu)勢應(yīng)用廣泛，前景廣闊，但也因制備方式的局限性而導致晶格失配，帶來缺陷，進而影響器件性能。
因此，在研究第三代半導體材料的質(zhì)量時，準確地表征其位錯等缺陷成為改進技術(shù)至關(guān)重要的一環(huán)，而透射電鏡作為表征位錯等缺陷的傳統(tǒng)方式又有其本身難以克服的弊端。
對此，本期蔡司代理昆山友碩小編為大家介紹一項更為高效的解決方案，那就是——
高通量、高分辨、無破損的缺陷表征技術(shù)：
蔡司掃描電鏡(SEM)結(jié)合陰極熒光(Cathodoluminescence)和電子通道襯度成像(Electron Channeling Contrast Imaging)。
SEM-CL是一種基于電子束激發(fā)樣品輻射特征熒光譜陰極熒光并進行成像的技術(shù)，可輕松表征第三代半導體材料由于缺陷處和基體能級不一致帶來的不同發(fā)光特性。相比于過去的方式，此項技術(shù)有著顯著的優(yōu)勢：
? 非破壞性制樣，樣品不需要進行任何處理;
? 高分辨大視野成像;
? 可進行不同類型的缺陷區(qū)分(如位錯、層錯、夾雜等);
? 可同時用于分析半導體材料的光學特性。
因此CL與SEM相結(jié)合研究第三代半導體材料中位錯等缺陷，可以兼顧用戶在分析效率、分析面積及空間分辨率等多方面的需求。
▲ SEM-CL表征GaN外延片中的缺陷(由蔡司掃描電鏡VPSE探測器拍攝)
SEM-ECCI是利用入射電子束與晶面夾角滿足布拉格衍射條件時，小角度偏移導致背散射電子產(chǎn)額發(fā)生劇烈變化的原理，輕松實現(xiàn)第三代半導體材料內(nèi)部微小缺陷的表征(點擊查看)。
ECCI相對于CL成像，其數(shù)據(jù)采集效率及圖像分辨率更高，可以提供納米級別的分辨率，實現(xiàn)對材料內(nèi)部納米級缺陷的靈敏表征。
▲ SEM-ECCI表征GaN單晶中的缺陷(由蔡司場發(fā)射掃描電鏡BSD探測器拍攝)
便捷的缺陷統(tǒng)計分析方法：
蔡司自動化軟件加持
以上兩種表征技術(shù)可以有效的幫助我們獲得大視野高分辨的圖像。但如何快速地將其中觀察到的位錯或缺陷進行統(tǒng)計分析，也是大家重點關(guān)注的問題。
隨著單晶尺寸的增大，隨機性強且密度量級大的位錯進行人工統(tǒng)計非常困難，過少的統(tǒng)計區(qū)域又無法具有代表性，因此需要依靠軟件自動化來統(tǒng)計位錯密度，這里便可以借助蔡司的自動化軟件進行位錯密度統(tǒng)計。此過程只需要導入圖像一鍵分析，即可獲得需要的數(shù)據(jù)。
▲ 蔡司自動化軟件實現(xiàn)缺陷自動統(tǒng)計分析流程圖
▲ GaN外延片的CL圖像缺陷提取結(jié)果
▲ GaN單晶的ECCI圖像缺陷提取結(jié)果
高效的電鏡大艙室與Airlock：
可以實現(xiàn)在不裂片的條件下完成整片晶圓的分析，有效地提高分析效率，同時降低分析成本。
此次介紹的解決方案將高效的表征手段和便捷的統(tǒng)計分析有效結(jié)合，為第三代半導體材料的制備提供強有力的支撐。
