Attolight CL-SEM系統在光電失效分析方面的應用
氮化鎵(GaN)是一種廣泛應用于發光二極管(led)等光電器件的材料。LED結構主要是通過外延生長在藍寶石襯底上，但由于成本原因，硅成為藍寶石的代替者。然而，硅和氮化物之間巨大的不配合和熱膨脹系數的差異導致大量的位錯和可能的裂紋。它們通常出現在生長過程中的冷卻階段。由于裂紋和位錯對LED應用都是有害的，所以確定局部缺陷濃度和其他特征如摻雜和應變是至關重要的。
陰極發光(CL)技術是研究GaN性質的一種快速和高度相關的方法。非輻射缺陷如位錯的分布可以直觀地顯示出來。以下的能帶隙發射線的能量允許我們識別點缺陷。陰極發光高光譜圖提供了應變、摻雜、生長方向和載流子濃度的空間變化信息。在實際應用中，通過限制電子束與樣品相互作用體積的大小，可以大大提高空間分辨率。像TEM樣品這樣的薄物體的使用恰好克服了這種物理限制。它顯著地將相互作用體積的橫向尺寸從550 nm(束能為10 keV的GaN)降低到30 nm以下。Attolight設計了一種與TEM樣品兼容的特殊低溫樣品架，用于低溫下在Attolight陰極發光顯微鏡上進行測量。
然而，樣品中較小的探測體積可能會顯著降低采集到的信號，從而限制測量分辨率。Attolight CL系統優化后的集光系統完美地克服了這一困難。它允許在短時間內對橫斷面TEM樣品進行高分辨率的高光譜映射(具有非常高的信噪比)。這樣的測量并不局限于氮化鎵，并且可以擴展到許多其他發光材料。
該方案是Attolight陰極發光顯微鏡在LED光電失效分析應用層面的完美體現，它做到了以下4個方面使Attolight陰極發光顯微鏡成為光電失效分析及LED應用方面的優先選擇。
1、具有良好的位錯網絡可視化和與樣品同一區域TEM圖像的相關性
2、堆疊不同組分(AlN, GaNs，量子阱等)的空間發光映射
3、通過CL譜中的能量位移估計位錯和界面周圍的局部應變和摻雜
4、點缺陷的識別與空間分布
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