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La edición alpha300 para Semiconductores es un microscopio confocal Raman de gama alta configurado específicamente para la obtención de imágenes químicas de materiales semiconductores. Ayuda a los investigadores a acelerar la caracterización de la calidad del cristal, la deformación y el dopaje en sus muestras y obleas semiconductoras.
La platina de barrido de largo alcance del microscopio permite inspeccionar obleas de hasta 300 mm (12 pulgadas) y obtener imágenes Raman de gran tamaño. Está equipado con amortiguación activa de vibraciones y estabilización activa del enfoque para compensar las variaciones topográficas durante las mediciones en grandes áreas o en tiempos de adquisición prolongados. Todos los componentes del microscopio están totalmente automatizados, lo que permite su control remoto y la aplicación de procedimientos de medición estándar.
La supervisión de la calidad de las obleas es de vital importancia para la industria de los semiconductores. Para determinar la homogeneidad del material y revelar zonas de deformación o dopaje no homogéneo, debe investigarse toda la superficie de una oblea.
En este ejemplo, la superficie completa de una oblea de carburo de silicio (SiC) de 150 mm (6 pulgadas) se analizó con microscopía Raman utilizando un láser de 532 nm para la excitación. El análisis mostró que la concentración de dopaje no era homogénea en toda la superficie. El espectrómetro UHTS 600 de alta sensibilidad del microscopio fue capaz de detectar desplazamientos de los picos muy por debajo de 0,01 cm-1 y, por tanto, pudo revelar campos de tensión dentro de la oblea.
Para obtener una imagen Raman nítida de toda la oblea, era crucial mantener activamente enfocada la superficie. TrueSurface registró la topografía de la oblea simultáneamente con los datos Raman y compensó las variaciones de altura.
Además, se registró un barrido en profundidad a través de una oblea de SiC epitaxialmente sobrecrecida para visualizar la distribución de las diferentes capas.
Muestra cedida por Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB, Erlangen, Alemania.
La imagen Raman confocal es una potente herramienta para la investigación y el control de calidad en la industria de semiconductores, ya que puede adquirir de forma no destructiva información química detallada y espacialmente resuelta sobre materiales convencionales como el silicio (Si) carburo de silicio (SiC), nitruro de galio (GaN) y arseniuro de galio (GaAs), así como nuevos materiales 2D como el grafeno, la perovskita, el disulfuro de molibdeno (MoS2), el diseleniuro de tungsteno (WSe2) y otros dicalcogenuros de metales de transición (TMD) y heteroestructuras. Las imágenes Raman visualizan las distribuciones espaciales de los distintos materiales, así como sus propiedades, como la cristalinidad, la deformación, la tensión o el dopaje. Las exploraciones en profundidad pueden utilizarse para investigar la distribución de materiales en sustratos y caracterizar las capas de interfaz, y pueden generarse imágenes Raman en 3D para representar inclusiones en una muestra.
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