Halbleiter & Photovoltaik

Strukturierte Substrate kommen in der Erforschung und Entwicklung von Halbleitern und im Bereich der Photovoltaik-Forschung zum Einsatz. Hohe Anforderungen an Qualität und Zuverlässigkeit an derartige Bauelemente machen es zunehmend erforderlich, deren inhärenten Spannungen und kristallinen Eigenschaften genau zu kennen. Die bildgebenden Verfahren der WITec-Instrumente ermöglichen eine detaillierte Analyse der chemischen und physikalischen Eigenschaften solcher Proben.

Die vielseitigen Instrumente von WITec nutzen verschiedene bildgebende Verfahren, um aus den Messdaten möglichst umfassende Erkenntnisse zu gewinnen. Verschiedene Kombinationen können in einem Mikroskop-Aufbau miteinander kombiniert werden: konfokales Raman-Imaging, Rasterkraftmikroskopie (AFM), optische Nahfeld-Mikroskopie (SNOM) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM). Konfokales Raman-Imaging liefert chemische Informationen, AFM detektiert Topographie, Struktur und physikalische Eigenschaften wie Steifigkeit und Adhäsion der Probenoberfläche. SNOM dagegen ermöglicht hochauflösende Messungen jenseits der Beugungsgrenze. Die Konfigurationen sämtlicher WITec-Instrumente können auf- bzw. nachgerüstet werden, so dass die Systeme um neue Analyseverfahren erweitert werden können.

Anwendungsbeispiele

RISE-Mikroskopie (Raman-SEM) an einer LT GaAs-Probe. Das Raman-Bild wurde mit dem SEM-Bild kombiniert. Raman-Bild: Goldsubstrat (gelb), GaAs (rot). 50 x 50 µm², 300 x 300 Pixel = 90.000 Spektren; 34 Millisekunden Integrationszeit pro Spektrum.
Spannungszustände in Silizium um ein mit Laser gebohrtes Loch in einer Silizium-Solarzelle.
Strukturen in einer GaN-Schicht als Raman-SEM-Bild. Oben: SEM-Bild; Mitte: konfokales Raman-Bild in x/y-Richtung; Unten: 3D konfokales Raman-Bild.

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