SPM900半导体晶圆缺陷与少子寿命测试系统_北京卓立汉光仪器有限公司

产品概述

产品概述

PL测试是一种无损的测试方法，可以快速、便捷地表征半导体材料的缺陷、杂质以及材料的发光性能。其主要功能包括：1）组分测定；对三元或四元系合金，如InGaN等，通过PL 峰位确定半导体材料的禁带宽度，进而确定材料组分X；2）杂质识别；通过光谱中的特征谱线位置，可以识别材料中的杂质元素；3）杂质浓度测定；4）半导体材料的少数载流子寿命测量；5）位错等缺陷的相关作用研究。

基本原理：
光致发光大致经过光吸收、能量传递及光发射三个主要阶段，光的吸收及发射都发生于能级之间的跃迁，都经过激发态。而能量传递则是由于激发态的运动。光吸收：样品受到紫外或可见光的照射，导致材料中的电子跃迁到高能态，在价带留下空穴，电子和空穴各自在导带和价带中占据*低激发态，即导带底和价带顶，成为准平衡态，也是一种暂态，不稳定状态，能量传递：准平衡态下的电子和空穴复合发光，产生特定波长的光子，激发的电子在一段时间后返回到低能态。光发射：在电子返回低能态的过程中，释放出能量，以光子的形式发射出来。电子跃迁到不同的低能级，就会发出不同的光子，但是发出的光子能量肯定不会比吸收的能量大。这发射的光子具有不同的波长，可用于研究材料的性质。通过探测光的强度或能量分布得到曲线，形成光致发光谱(PHOTOLU-MINESCENCE SPECTROSCOPY，简称PL谱)。

主要应用与功能

组分测定

通过测量光致发光峰位来确定半导体材料的禁带宽度，从而推断材料的组成。例如，MAPBIBR:-X 的带隙随X值而变化，因为发光的峰值波长取决于禁带宽度且禁带宽度和X值有关，因此通过发光峰峰值波长可以测定组分百分比X值。

杂质识别

通过测量材料的光致发光光谱，标定特征谱线的位置，可以识别材料中的杂质元素，以及对杂质浓度进行测定。

位错缺陷研究

光致发光可以提供有关材料的结构、成分及环境原子排列的信息，是一种非破坏性的、灵敏度高的分析方法。光致发光光谱可以用来研究晶体缺陷，例如离子空位和取代，这对于钙钛矿这样的材料尤其重要。过多的缺陷会导致电子与空穴进行非辐射复合并以热能的形式耗散，降低材料的光致发光性能以及光伏性能。

载流子寿命研究

可以通过强度相关的光致发光寿命测量,确定载流子扩散的影响以及其对总体寿命的影响。

实测数据
晶圆级半导体光致发光谱测试系统（稳态 / 时间分辨）

Wafer-scale Semiconductor Photoluminescence (PL)

Mapping System (Steady-state / Time-resolved)

针对光电半导体晶圆的发光特性检测需求，以共聚焦方式在晶圆表面逐点采集光致发光光谱并成像。

· 整晶圆上的荧光强度、波长、寿命等发光参数的一致性评估

· 杂质、缺陷、组分等对复合机制的影响

产品特性和核心技术:

· 激光自动聚焦

· 自主研制的激光辅助离焦量传感器:

可在光致发光谱测量的同时工作，能够在全晶圆的范围内扫描时实现实时地自动聚焦和表面跟踪。

· 提供紫外到可见多个不同波长的激光激发，可按用户需求选配。

· 可选配正方向和侧方向双路荧光接收光路。

· 应对AlGaN等深紫外半导体选择定则造成的侧面出光情形。

· 全自动操作。

· 提自动化的控制软件和数据处理软件，全软件操作。

性能参数：

荧光激发和收集模块	激发波长	213/266/375/405 nm
	自动对焦	在全扫描范围自动聚焦和实时表面跟踪。对焦精度<0.2 um。
	显微镜	可见光物镜，100 × / 50 × / 20 ×，用于405 nm激发光。近紫外物镜，100 × / 20 ×，用于375 nm激发光。紫外物镜，5 ×，用于213 nm / 266 nm的紫外激发光。
样品移动和扫描平台	平移台	扫描范围大于300 × 300 mm²。 *小分辨率1 m。
样品移动和扫描平台	样品台	8吋吸气台（12吋可定制）可兼容2、4、6、8吋晶圆片
光谱仪和探测器	光谱仪	焦长320 mm单色仪，可接面阵探测器。光谱分辨率：优于0.2 nm @ 1200 g/mm
	荧光寿命测试模块	荧光寿命测试精度 8 ps，测试范围50 ps ~ 1 ms
软件	控制软件	可选择区域或指定点位自动进行逐点光谱采集
软件	Mapping数据分析软件	可对光谱峰位、峰高、半高宽等进行拟合。可计算荧光寿命、薄膜厚度、翘曲度等。将拟合结果以二维图像方式显示。